Question

8．某化學興趣小組同學要探究鎂、鐵、銅三種金屬的活動性順序，設計了如圖所示的實驗方案．
（1）試管乙中觀察到的現象是鐵表面有紅色物質析出，溶液有藍色變為淺綠色，反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
（2）同學們經討論后認為該方案可以優化，丙試管的實驗是多余的．同學經討論得出三種金屬的活動性由強到弱的順序為Mg＞Fe＞Cu
（3）去掉多余的實驗，同學們將用于實驗的兩只試管中反應后的物質倒入同一大燒杯中，一段時間后過濾，得到不溶物和濾液，并對不溶物的成分進行如下探究．
【提出問題】燒杯中不溶物的成分是什么？
【實驗探究】向過濾得到的不溶物中加稀硫酸．
①若無氣泡產生，則不溶物的成分是銅；
②若有氣泡產生，則不溶物中一定含有銅、鐵，可能含有鎂．

Answer 1

分析 （1）試管乙中鐵與硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵溶液，現象是溶液有藍色變為淺綠色，生成紅色固體；
（2）甲、乙就可以證明三種金屬的活動性強弱，故丙是多余的；
（3）①向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，無氣泡產生，根據金屬能否與酸反應解答；
②向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，有氣泡產生，根據金屬能否與酸反應解答．

解答 解：（1）試管乙中鐵與硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵溶液，現象是鐵表面有紅色物質析出，溶液有藍色變為淺綠色；反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）甲、乙就可以證明三種金屬的活動性強弱Mg＞Fe＞Cu，故丙是多余的；
（3）向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，①無氣泡產生，說明不溶物中沒有鎂和鐵，故不溶物的成分是銅；
②有氣泡產生，若鎂過量，則銅鹽和鐵鹽均被置換出來，不溶物中含有鎂、鐵、銅，若鎂少量，則不溶物中一定含有鐵和銅，因此不溶物中一定含有鐵和銅，可能含有鎂；
答案：
（1）鐵表面有紅色物質析出，溶液有藍色變為淺綠色；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）丙，Mg＞Fe＞Cu；
（3）①銅；②銅、鐵；鎂．

點評 本題考查了學生的實驗設計能力，屬于能力提高型習題，且本題具有開放性，學生的思維空間較大．能培養學生創新設計的能力．開放型習題有助于學生對知識的綜合應用．