Question

【题目】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目。

（1）方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为___。

（2）方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出负极的电极反应式___。

（3）方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案及现象(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：___。

Answer 1

【答案】Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe-2e-=Fe2+； 将铁片置于CuSO4溶液中，一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出，即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的

【解析】

金属活动性可利用金属与酸的反应、电化学反应、置换反应等原理进行验证。

（1）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；

（2）负极上铁失电子生成二价铁离子，发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；用铁、铜作电极，稀硫酸作电解质溶液设计原电池，铁的金属性比铜强，所以铁作负极，铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，；

（3）根据铁和铜的置换反应设计，设计方法如下：将铁片置于CuSO4溶液中，一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出，即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的；反应原理为：铁和铜离子发生氧化还原反应生成铜和二价铁离子。