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    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：
    方案Ⅰ：有人提出将形状和大小均相等的铁片和铜片，分别同时放入100ml2.0mol/L稀硫酸中，观察产生气泡的快慢，据此可以确定它们的金属活动性．该原理的离子方程式为：______；若反应进行到2min时共收集到标准状况下的气体1120ml，则用硫酸表示的该反应的反应速率为（溶液体积变化忽略不计）：______．
    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你设计的原电池装置图，注明电解质溶液名称和正负极材料，标出电子流动方向，并写出电极反应式．
    正极反应式：______．
    负极反应式：______．
    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（与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同）：______，用离子方程式表示其反应原理：______．

    【答案】分析：方案Ⅰ：根据铁与酸的反应分析并写出离子方程式；
    根据氢气的体积计算消耗的硫酸的量，然后根据化学反应速率公式计算；
    Ⅱ：根据正负极上得失电子写出电极反应式；
    Ⅲ：根据铁、铜之间的置换反应设计；
    解答：解：Ⅰ：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↑；
    Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
      1mol       22.4L   
      0.05mol    1.12L
    所以消耗硫酸0.05mol，硫酸的反应速率=
    故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；0.25mol/（L?min）；
    Ⅱ：正极上氢离子得电子生成氢气，反应还原反应，电极反应式为2H++2e-═H2↑；
    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．






    故答案为：正极：2H++2e-═H2↑；负极：Fe-2e-═Fe2+；
    Ⅲ：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．反应的离子方程式为：Fe+Cu2+═Fe2++Cu．
    故答案为：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；Fe+Cu2+═Fe2++Cu．
    点评：本题以原电池工作原理为载体判断金属的活泼性，在原电池中不能仅仅根据电极的正负极判断金属的活泼性，如：
    在Mg-Al-NaOH溶液组成的原电池中，镁的金属性大于铝，但镁作正极，铝作负极．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?琼海一模）某校化学研究性学习小组设计如下实验方案，测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数．
    （1）方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算．实验中加热至恒重的目的是
    保证NaHCO3全部分解
    保证NaHCO3全部分解
    ．
    （2）方案二：按如图装置进行实验．并回答以下问题：

    ①实验前应先
    检查装置的气密性
    检查装置的气密性
    ．分液漏斗中应该装
    稀硫酸
    稀硫酸
    （填“盐酸”或“稀硫酸盐”）．D装置的作用是
    吸收空气中的水蒸气、二氧化碳，防止进入C被吸收
    吸收空气中的水蒸气、二氧化碳，防止进入C被吸收
    ；
    ②实验中除称量样品质量外，还需称
    C
    C
    装置（用字母表示）前后质量的变化；
    ③根据此实验得到的数据，测定结果有较大误差．因为实验装置还存在一个明显缺陷，该缺陷是
    装置A、B中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差
    装置A、B中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差
    ．
    （3）方案三：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钡溶液，过滤洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算：
    ①过滤操作中，除了烧杯、漏斗外还用到的玻璃仪器有
    玻璃棒
    玻璃棒
    ；
    ②试验中判断沉淀是否完全的方法是
    取少量滤液，再滴加BaCl2溶液少许，如无白色沉淀出现，说明沉淀完全
    取少量滤液，再滴加BaCl2溶液少许，如无白色沉淀出现，说明沉淀完全
    ；
    ③若加入试剂改为氢氧化钡，已知称得样品9.5g，干燥的沉淀质量为19.7g，则样品中碳酸钠的质量分数为
    55.8%
    55.8%
    （保留一位小数）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
    乙二酸（HOOC-COOH，可简写为H2C2O4）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华．为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
    （1）向盛有1mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生．该反应的离子方程式为
    HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O
    HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O
    ；
    （2）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去；①说明乙二酸具有
    还原性
    还原性
    （填“氧化性”、“还原性”或“酸性”）；②请配平该反应的离子方程式：
    2
    2
     MnO4-+
    5
    5
     H2C2O4+
    6
    6
     H+=
    2
    2
     Mn2++
    10
    10
     CO2↑+
    8
    8
    H2O
    （3）将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验（夹持装置未标出）：

    实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO4粉末变蓝，F中CuO粉末变红．据此回答：
    ①上述装置中，D的作用是
    除去混合气体中的CO2
    除去混合气体中的CO2
    ，
    ②乙二酸分解的化学方程式为
    H2C2O4
      △  
    .
     
    H2O+CO↑+CO2↑
    H2C2O4
      △  
    .
     
    H2O+CO↑+CO2↑
    ；
    （4）该小组同学将2.52g草酸晶体（H2C2O4?2H2O）加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，其原因是
    反应所得溶液为NaHC2O4溶液，由于HC2O4-的电离程度比水解程度大，导致溶液中c（H+）＞c（OH-），所以溶液呈酸性
    反应所得溶液为NaHC2O4溶液，由于HC2O4-的电离程度比水解程度大，导致溶液中c（H+）＞c（OH-），所以溶液呈酸性
    （用文字简单表述），该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为：
    Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O42-＞OH-
    Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O42-＞OH-
    （用离子符号表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某校化学研究性学习小组设计如下实验方案，测定放置己久的小苏打样品中纯碱的质量分数．
    （1）方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称取剩余固体质量，计算．实验中加热至恒重的目的是
    保证NaHCO3全部分解
    保证NaHCO3全部分解
    ．
    （2）方案二：按图装置进行实验．并回答以下问题．
    ①实验前先
    检查装置的气密性
    检查装置的气密性
    ．分液漏斗中应该装
    硫酸
    硫酸
    （“盐酸”或“硫酸”）．
    D装置的作用是
    防止空气中水蒸气、CO2进入C管被吸收
    防止空气中水蒸气、CO2进入C管被吸收
    ．
    ②实验中除称量样品质量外，还需称
    C
    C
    装置前后质量的变化．
    ③根据此实验得到的数据，测定结果有误差．因为实验装置还存在一个明显缺陷，该缺陷是
    装置A、B中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差
    装置A、B中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差
    ．
    （3）方案三：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钡溶液．过滤洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算：
    ①过滤操作中，除了烧杯，漏斗外，还用到的玻璃仪器有
    玻璃棒
    玻璃棒
    ．
    ②实验中判断沉淀是否完全的方法是
    取少量上层清液，滴加少量BaCl2溶液，如无白色沉淀说明沉淀完全
    取少量上层清液，滴加少量BaCl2溶液，如无白色沉淀说明沉淀完全
    ．
    ③已知称得样品21.2g，干燥的沉淀质量为19.7g，则样品中碳酸钠的质量分数为
    50%
    50%
    ．

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年黑龙江哈尔滨市第六中学高三上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    （14分）某校化学研究性学习小组设计如下实验方案，测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数。
    （1）方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。实验中加热至恒重的目的是                                                。
    （2）方案二：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钡溶液，过滤洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算：
    ①过滤操作中，除了烧杯、漏斗外还用到的玻璃仪器有______________________；
    ②试验中判断沉淀是否完全的方法是_______________________________________
    ③若加入试剂改为氢氧化钡，已知称得样品9.5g，干燥的沉淀质量为19.7g，则样品中碳酸钠的质量分数为_________________（保留一位小数）。

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    科目：高中化学 来源：2012届黑龙江哈尔滨市高三上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    （14分）某校化学研究性学习小组设计如下实验方案，测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数。

    （1）方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。实验中加热至恒重的目的是                                                 。

    （2）方案二：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钡溶液，过滤洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算：

    ①过滤操作中，除了烧杯、漏斗外还用到的玻璃仪器有______________________；

    ②试验中判断沉淀是否完全的方法是_______________________________________

    ③若加入试剂改为氢氧化钡，已知称得样品9.5g，干燥的沉淀质量为19.7g，则样品中碳酸钠的质量分数为_________________（保留一位小数）。

     

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