Question

6．颗粒达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称“纳米铁”．实验室制备的方法是：以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H₂和FeCl₂发生置换反应，生成“纳米铁”．请回答以下问题：
（1）写出生成“纳米铁”的化学方程式FeCl₂+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl．
（2）反应中需要保护气的原因是防止铁在高温下与氧气反应．
（3）某化学探究小组为了验证铁、铜、镁、汞的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：
①将大小一样的铁片和镁片分别加入到溶质质量分数相同的稀盐酸中；
②将铜片加入到硝酸汞溶液中，铜片上出现银白色物质；
③将金属片A加入到溶液B中．
根据实验①判断出镁的金属活动性比铁强，依据的现象是镁片与盐酸反应比铁片与盐酸反应剧烈；根据实验②的现象得出的结论是铜比汞的金属活动性强；要通过实验③得出铁和铜的金属活动性顺序，那么，如果B是硫酸铜溶液，则金属A是铁，如果A是铜，则溶液B是盐酸．

Answer 1

分析 （1）根据反应物生成物进行书写解决，注意条件．
（2）铁在热的时候活动性很强，故应使用保护气．
（3）镁与铁同盐酸反应时镁的反应剧烈，从而可知道它们活动性的强弱．据题分析只要能再确定铁铜的活动性顺序即可．从其盐溶液中置换出来．

解答 解：（1）由题中信息在高温条件下用H₂和FeCl₂发生置换反应，生成“纳米铁”．可知反应物为氢气和氯化亚铁，生成物为铁，根据反应前后元素种类不变可知另一生成物为氯化氢，化学方程式为FeCl₂+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl
（2）铁在热的时候活动性很强，故应使用保护气防止它在和其他物质发生反应．
（3）镁的活动性远远大于铁故反应的剧烈程度明显不同，铜能置换出出汞，说明铜的活泼性大于汞，实验①②能说明活动性顺序是镁大于铁，铜大于汞，但不能验证铜铁的活动性故设计铁与硫酸铜的反应．
故答案为：
（1）FeCl₂+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl；
（2）防止铁在高温下与氧气反应；
（3）镁片与盐酸反应比铁片与盐酸反应剧烈；铜比汞的金属活动性强；铁；盐酸等．

点评 本题主要考查了金属活动性顺序以及应用信息进行问题分析，同时也培养学生的信息处理能力．