Question

学过金属的活动性顺序以后，明明同学对其一系列知识进行了研究．
（1）据下图中的实验现象判断，稀硫酸里a、b、c、d四种金属中，位于氢后面的金属是

 

．
（2）将金属Ni、Mn分别放入其他三种金属X、Y、Z的盐溶液中，反应的结果和有无金属析出的情况如右表所示．则它们的金属活动性由强到弱的顺序为（

 

）

	X盐溶液	Y盐溶液	Z盐溶液
Ni	无	无	有
Mn	无	有	有

A．Z  Mn  Y   Ni   X
B．Z  Ni   Y   Mn  X
C．X  Mn  Y   Ni   Z
D．X  Mn  Ni   Y   Z
（3）查阅资料：金属在活动性顺序里的位置越靠后，其化合物越不稳定，所以它的氧化物越易被还原．请你写出下列用金属氧化物制取金属的化学方程式：
①金属氧化物加热分解：

 

；
②用碳还原金属氧化物：

 

；
（4）查阅资料：在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属铜在常温下虽然不能与稀盐酸、
稀硫酸反应，但可以与浓硫酸在加热时发生反应，其反应的化学方程式为：
Cu+2H₂SO₄（浓）?CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
反应生成的SO₂是一种无色、能溶于水、有刺激性气味的气体．若用该方法制取硫酸铜，应用

 

溶液将生成的SO₂吸收，其目的是

 

．
（5）请你利用所学知识设计一种以铜、稀硫酸为主要原料制取硫酸铜的方法．（用化学方程式表示）
（6）向12.8g铜中加入40g浓硫酸溶液，恰好完全反应，计算生成SO₂的质量（方程式见上）和反应前硫酸溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：（1）观察图中放入稀硫中的四种金属表面气泡的多少，判断金属的活动性；
（2）根据实验结果判断金属活动性顺序；
（3）根据所述的反应规律，选择熟悉的反应，写出反应的化学方程式；
（4）二氧化碳气体是有毒气体，根据其能与碱溶液反应，可选择氢氧化钠溶液进行吸收，以防止造成污染；
（5）设计实验，完成铜到硫酸铜的转化．根据铜的性质，可进行：Cu→CuO→CuSO₄的转化；
（6）根据反应的化学方程式，利用铜的质量计算生成物二氧化碳的质量和消耗硫酸的质量，最后求出原稀硫酸溶液中质量分数．

解答：解：（1）金属与酸放出气体速率越大，金属的活动性越强，反之则反．
图中，金属d表现无气泡，说明该金属不能和稀硫酸反应，在金属活动顺序表中就处于H之后；
故选D；
（2）由实验结果可知：Ni的活动性小于X、Y，大于Z；Mn的活动性小于X，大于Y、Z；
则五种金属中，X的活动性最强，Z的活动性最弱，从强到弱的顺序为X＞Ni＞Y＞Ni＞Z；
故选C；
（3）①此类反应不多，红色粉末氧化汞受热，分解成金属汞并释放出氧气；
故答：2HgO

△   .

2Hg+O₂↑；
②碳在高温条件下性质较活泼，能还原一些金属氧化物如氧化铜等，生成红色铜同时放出气体二氧化碳；
故选C+2CuO

△   .

2Cu+CO₂↑（其他合理答案均可）．
（4）二氧化碳为非金属氧化物，可与碱溶液如氢氧化钠溶液反应，生成亚硫酸钠和水，有毒气体二氧化碳被吸收，减少对空气造成的污染；
故答：氢氧化钠（NaOH）；防止生成的二氧化硫污染空气；
（5）利用金属铜在加热时可以与氧气生成黑色氧化铜，对铜进行加热，把得到的黑色氧化铜放入稀硫酸，氧化铜与硫酸反应后就可以得到硫酸铜；
故答：2Cu+O₂

△   .

2CuO；CuO+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂O；
（6）设：生成SO₂的质量为X，消耗H₂SO₄的质量为Y
Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
64   196               64
8g    Y                X
64：64=12.8g：X，解之得 X=12.8g
64：196=12.8g：Y，解之得 Y=39.2g
硫酸溶液中溶质的质量分数为：

39.2g

50g

×100%=78.4%
答：生成SO₂的质量为12.8g，硫酸溶液中溶质的质量分数为78.4%．

点评：活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，反之，能把金属从其盐溶液中置换出来，说明金属活动性强．