Question

【題目】某校化學研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關實驗項目。

（1）方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為___。

（2）方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質溶液，并寫出負極的電極反應式___。

（3）方案Ⅲ：結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案及現象(與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：___。

Answer 1

【答案】Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe-2e-=Fe2+； 將鐵片置于CuSO4溶液中，一段時間后觀察Fe表面有紅色的金屬銅析出，即可以證明金屬鐵的活潑性強于金屬銅的

【解析】

金屬活動性可利用金屬與酸的反應、電化學反應、置換反應等原理進行驗證。

（1）鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑；

（2）負極上鐵失電子生成二價鐵離子，發生氧化反應，電極反應式為Fe-2e-=Fe2+；用鐵、銅作電極，稀硫酸作電解質溶液設計原電池，鐵的金屬性比銅強，所以鐵作負極，銅作正極，電子從負極沿導線流向正極，；

（3）根據鐵和銅的置換反應設計，設計方法如下：將鐵片置于CuSO4溶液中，一段時間后觀察Fe表面有紅色的金屬銅析出，即可以證明金屬鐵的活潑性強于金屬銅的；反應原理為：鐵和銅離子發生氧化還原反應生成銅和二價鐵離子。