Question

為節(jié)省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO₄溶液；直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器(用品)，以巧妙的構(gòu)思，“接力”的方式，設(shè)計了比較銅與鋅金屬活潑性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白：

(1)甲同學(xué)分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅、鋅不接觸)，小心向燒杯中加入稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是______________________________。甲同學(xué)的設(shè)計思路是________________________________________________________________________。

(2)乙同學(xué)接著甲的實驗，向燒杯中滴加________溶液，進(jìn)而觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________，

________________________。乙同學(xué)判斷出鋅、銅金屬活動性相對強弱所依據(jù)的原理是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

(3)丙同學(xué)使用直流電源和石墨電極組裝電解裝置，向乙同學(xué)實驗后的溶液中補充了必要的試劑(作電解液)。反

應(yīng)在調(diào)控下開始，有關(guān)電化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。獲得的明顯實驗現(xiàn)象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)請你再單獨設(shè)計一個簡單實驗(試劑、儀器自選)，證實鋅和銅金屬活潑性的相對強弱(簡要說明操作步驟及現(xiàn)象)____________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)鋅片表面有氣泡產(chǎn)生　在金屬活動順序表中，鋅排在氫的前面，可與稀硫酸反應(yīng)，而銅排在氫的后面，不與稀硫酸反應(yīng)

(2)CuSO₄　鋅片表面有紅色固體產(chǎn)生　鋅片表面產(chǎn)生氣泡的速率加快　在金屬活動順序表中，鋅排在銅的前面，可將銅從其鹽溶液中置換出來　鋅表面產(chǎn)生的銅與鋅構(gòu)成原電池的兩個電極，使鋅與稀硫酸的反應(yīng)加快

(3)2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋2H₂SO₄＋O₂↑

陽極產(chǎn)生無色氣體，陰極石墨表面產(chǎn)生紅色固體

(4)取兩片相同的鐵片，分別放入盛有ZnSO₄溶液、CuSO₄溶液的兩支試管中，觀察鐵片表面的變化，發(fā)現(xiàn)盛CuSO₄溶液的試管中的鐵片表面有紅色固體生成，而鐵片放入ZnSO₄溶液中無明顯現(xiàn)象(其他合理答案均可)

【解析】

試題分析：根據(jù)題目條件和信息可知，甲同學(xué)是利用金屬活動順序表的有關(guān)知識設(shè)計實驗證明鋅和銅的活潑性；乙同學(xué)在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上采用置換反應(yīng)和電化學(xué)原理證明鋅和銅的活潑性；由于硫酸銅溶液的加入，鋅單質(zhì)將會與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生銅附著在鋅的表面，從而形成原電池加快了鋅與稀硫酸的反應(yīng)；丙同學(xué)采用的是電解法，由于乙反應(yīng)后的溶液為硫酸鋅溶液，所以補充的試劑為硫酸銅。

考點：考查金屬性強弱比較的實驗探究、實驗設(shè)計以及基本實驗操作

點評：該題綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識和技能，進(jìn)行知識的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。有利于培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新思維能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。