Question

化学兴趣小组的同学为探究铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如图1三个实验（其中金属均已打磨、其形状、大小及同种稀盐酸的用量均相同）．

（1）小明同学认为通过①和③可以比较铁和锌的金属活动性，他依据的实验现象是______；
（2）一段时间后，观察到②中的铜片表面有银白色固体附着，这说明铜比银的活泼性______（填“强”或“弱”）．该反应的化学方程式为______．
（3）小红认为上述实验方案不足以得出四种金属的活动性顺序，并在上述实验的基础上，利用金属不同的化学性质补充了一个实
验（图2所示），从而达到了实验探究目的．则小红同学的实验中：x是金属______；y是______溶液．

Answer 1

【答案】分析：根据题意可知本题比较金属的活泼性，主要是利用了金属与酸、与盐溶液的反应来得出结论的．Zn、Fe都与盐酸反应但快慢不同，Cu能与硝酸银溶液反应置换出Ag，难点是怎么比较Fe和Cu，需另设计实验，但出发点仍是利用金属与酸、与盐溶液的反应．
解答：解：
（1）通过实验①和③的现象可知，锌与稀盐酸反应产生气泡的速度比铁的快，Zn与盐酸反应剧烈，
锌的金属活动性比铁强；
（2）通过观察到实验②的铜片表面有银白色固体附着，可知银白色固体为银，铜与与硝酸银溶液反应生成了银，所以铜比银活泼，化学方程式为，Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；
（3）根据以上实验只能得出金属的活泼性Zn＞Fe，Cu＞Ag，关键是比较Fe＞Cu，若是利用金属与盐溶液反应，可设计让铁与含Cu²⁺的溶液反应，X是Fe（或铁），Y是CuSO₄（硫酸铜）；若是利用金属与酸反应，可设计铜与稀酸反应，因为铁能与酸反应，当看到铜不与稀酸反应，就可得出活泼性Fe＞Cu，X是Cu（或铜），Y是HCI（或稀盐酸）．
故答案为：
（1）锌与稀盐酸反应产生气泡的速率比铁快；
（2）强，Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag；
（3）Fe（铁）或Cu（铜），CuSO₄（硫酸铜）或HCl（稀盐酸）．
点评：本题考查了学生的实验设计能力，属于能力提高型习题，且本题具有开放性，学生的思维空间较大，如（3）中Y的选择，能培养学生创新设计的能力．开放型习题有助于学生对知识的综合应用．