Question

某活動性小組的同學，正在設計實驗證明Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性強弱．化學老師給他們提供如下藥品：稀鹽酸、銅絲、硝酸銀溶液、鐵絲、銀片、硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液、硫酸鋅溶液（儀器任選），讓他們從中選擇藥品設計三種不同的實驗方案（每種方案選擇的藥品最多不超過四種）．請你和他們一起探究，幫助他們完成下面的實驗報告：

方案	所選藥品	實驗步驟	涉及反應方程式
1
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3

Answer 1

考點：金屬活動性順序及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：在金屬活動性順序中，位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫，位于前面的金屬能把排在它后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，據此判斷能否發(fā)生反應，進而可確定三種金屬活動性由強到弱的順序．驗證三種金屬活動性強弱時，通常采取“三取中”的方法，即取中間金屬單質與兩端的金屬的鹽溶液反應或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬的單質反應．

解答：解：根據金屬活動順序，Fe＞H＞Cu＞Ag．這是進行分析的基礎．下面設計的實驗的分析就要結合這個結論來進行．
1、取中間的金屬對應的可溶性的鹽溶液，其余兩種都用單質，Fe、CuSO₄溶液、Ag：Fe和CuSO₄反應，則Fe＞Cu；而Ag和CuSO₄不反應，則Cu＞Ag．所以可以得出Fe＞Cu＞Ag．故用2支試管各取少量Cu（NO₃）₂溶液，分別插入鐵絲、銀絲，鐵絲表面覆蓋一層紅色銅，銀絲表面無變化；
2、取中間的金屬的單質，另外兩種取對應鹽溶液．Cu、FeSO₄溶液、AgNO₃溶液．可以進行的實驗時將銅粉或者銅絲分別插入（或加入）到FeCl₂溶液和AgNO₃溶液，銅絲遇到FeCl₂溶液無明顯現象，得出Fe＞Cu；遇到AgNO₃溶液表面變成白色，溶液也變成藍色，得出Cu＞Ag．所以得出Fe＞Cu＞Ag．
3、Fe、Cu、AgNO₃溶液、稀鹽酸：Fe和稀鹽酸反應，得出Fe＞H．而Cu和Ag均不能與稀鹽酸反應，所以Fe＞Cu，Fe＞Ag．Cu和AgNO₃溶液反應，則Cu＞Ag．所以可以得出：Fe＞Cu＞Ag．故用3支試管各取少量HCl，分別插入鐵絲、銅絲、銀絲，取少量AgNO₃溶液，插入銅絲；鐵絲表面有氣泡產生，銅絲、銀絲表面無變化，銅絲表面覆蓋一層銀白色金屬．
故答案為：

方案	所選藥品	實驗步驟	涉及反應方程式
1	Fe、CuSO4溶液、Ag	2支試管各取少量Cu（NO3）2溶液，分別插入鐵絲、銀絲，鐵絲表面覆蓋一層紅色銅，銀絲表面無變化	Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
2	Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液	2支試管各取少量FeSO4溶液和AgNO3溶液，分別插入銅絲，插入AgNO3溶液表面有銀白色物質出現．	Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag
3	Fe、Cu、AgNO3溶液、稀鹽酸	用3支試管各取少量HCl，分別插入鐵絲、銅絲、銀絲，取少量AgNO3溶液，插入銅絲；鐵絲表面有氣泡產生，銅絲、銀絲表面無變化，銅絲表面覆蓋一層銀白色金屬

點評：金屬活動的探究實驗，可以設計不同的方案，而并非每一個方案都能形成相應結論，這就要求我們認真分析每一個方案，最終選擇出合理方案付諸實施．分析時要從已經掌握的金屬活動順序來分析，判斷反應是否發(fā)生，然后從反應的是否反應以及反應的快慢形成結論，最后歸納出所探究所有金屬之間的關系．