Question

請參與某化學(xué)學(xué)習(xí)小組進行研究性學(xué)習(xí)的過程，并協(xié)助完成相關(guān)任務(wù)：
（1）為了驗證銅、銀、鎂、鐵的金屬活動性順序，小明同學(xué)設(shè)計如下實驗方案：
a．將金屬鎂和鐵分別放入到稀酸溶液中；b．將銅片放入到硝酸銀溶液中．
①在步驟a中，所控制的實驗條件是

 

．
②請寫出小明在進行操作b過程中所觀察的實驗現(xiàn)象

 

，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，屬

 

反應(yīng)．
③小紅同學(xué)認為，小明同學(xué)的實驗方案不足以說明銅、銀、鎂、鐵的金屬活動性順序，還需要進行一個實驗，該實驗的實驗步驟是

 

．
（2）小王同學(xué)選擇“鎂絲和硫酸反應(yīng)的快慢與什么因素有關(guān)”的課題開展探究．下表是他分別用相同質(zhì)量的鎂絲和足量稀硫酸反應(yīng)的三組實驗數(shù)據(jù)：

試驗編號	硫酸的質(zhì)量分數(shù)/%	反應(yīng)的溫度	鎂絲消失的時間/s
①	3	20	500
②	6	20	300
③	6	30	80

a．實驗和表明，該反應(yīng)快慢與

 

有關(guān)．
b．能表明硫酸濃度對反應(yīng)快慢有影響的實驗編號是

 

和

 

c．如果實驗中硫酸的質(zhì)量分數(shù)改為4%，請推測出鎂絲消失的時間（用t表示）的取值范圍

 

．
d．該實驗除了用鎂絲消失的時間來衡量反應(yīng)飛快慢外，你還能提出新的方法來衡量反應(yīng)的快慢嗎？

 

．

Answer 1

考點：金屬活動性的探究,影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素探究,反應(yīng)類型的判定,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)變量唯一的原則解答．排在氫前的金屬能與酸反應(yīng)，排在氫后的金屬不能與酸反應(yīng)，根據(jù)銅與硝酸銀的反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式；根據(jù)反應(yīng)物、生成物的種類及反應(yīng)的特點分析反應(yīng)的類型；
（2）根據(jù)對比實驗的表格，變量唯一，通過變量看鎂絲消失的時間．

解答：解：（1）①要驗證銅、銀、鎂、鐵的金屬活動性順序，必須控制變量唯一，變量是金屬的種類，而其它的量金屬的形狀和酸的種類、濃度 必須相同．
②將銅片放入硝酸銀溶液中，生成了銀和硝酸銅，可以看到紫紅色固體表面有銀白色固體產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色，反應(yīng)的方程式是：Cu+2AgNO₃=2Ag+Cu（NO₃）₂，該反應(yīng)由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成了另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應(yīng)；
③將金屬鎂和鐵分別放入到稀酸溶液中，鎂和鐵都能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而鎂反應(yīng)劇烈，根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度可以確定出鎂和鐵的活動性順序；b．將銅片放入到硝酸銀溶液中，銅能將銀置換出來，說明銅的活動性比銀強，但銅與鐵的活動性沒法比較，故應(yīng)增加的步驟是銅放入稀酸中
（2）①實驗②和③中溫度不同，鎂絲消失的時間不同，說明該反應(yīng)快慢與溫度有關(guān)．
②實驗①和②中硫酸濃度不同，鎂絲消失時間不同，說明反應(yīng)快慢與硫酸濃度有關(guān)．
③根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，硫酸濃度為3%時，鎂絲消失的時間為500，硫酸濃度為6%時，消失時間為300，所以如果實驗①中硫酸的質(zhì)量分數(shù)改為4%，鎂絲消失的時間（用t表示）的取值范圍 300＜t＜500．
④該實驗除了用鎂絲消失的時間來衡量反應(yīng)的快慢外，還可以通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應(yīng)的快慢．
故答案為：（1）①金屬的形狀和酸的種類、濃度 ②紫紅色固體表面有銀白色固體產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色；Cu+2AgNO₃=2Ag+Cu（NO₃）₂；置換；③銅放入稀酸中（2）溫度     ①②300＜t＜500     收集等量氫氣所需時

點評：驗證金屬活動性順序的方法可用金屬與酸反應(yīng)，也可能用金屬與鹽溶液反應(yīng)來判斷．