Question

不同的金屬在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出來的活潑程度不同，早在1812年瑞典化學(xué)家貝采里烏斯根據(jù)大量實驗現(xiàn)象首先提出了金屬活動順序的概念，后來俄國化學(xué)家貝開托夫在大量實驗和系統(tǒng)研究之后，于1865年發(fā)表了金屬活動性順序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au．
（1）金屬活動性順序是學(xué)習(xí)“金屬及其化合物”的重要工具，許多“金屬及其化合物”的知識規(guī)律可以通過金屬活動性順序來掌握．例如，工業(yè)上冶煉金屬，根據(jù)金屬活動性順序可以采用不同的冶煉方法．其中可以用“熱分解法”冶煉的金屬是

Hg

、

Ag

．
工業(yè)上又常用下列反應(yīng)進(jìn)行金屬鉀的冶煉：Na+KCl

高溫  .

K↑+NaCl，似乎“違背”了金屬活動性順序，試解釋鈉能將更活潑的鉀置換出來的原因

該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，及時抽出鉀蒸氣，導(dǎo)致平衡不斷正向移動

．
（2）在實踐中發(fā)現(xiàn)還有許多化學(xué)事實“違背”金屬活動性順序，但這些“反常”現(xiàn)象都可以通過化學(xué)原理得到合理解釋．某學(xué)生在做探究實驗時，把鋅粒投入1mol?L^-1氯化鐵溶液中，觀察到如下實驗現(xiàn)象：鋅粒表面有一定量氣泡產(chǎn)生，溶液顏色逐漸變淺，一段時間后溶液逐漸渾濁，試用相關(guān)反應(yīng)方程式進(jìn)行解釋

Zn+2Fe³⁺═Zn²⁺+2Fe²⁺

、

3Zn+2Fe³⁺+6H₂O═2Fe（OH）₃↓+3H₂↑+3Zn²⁺[或Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，Zn+2H⁺═Zn²⁺+H₂↑，或?qū)懟瘜W(xué)方程式也可以]

．
（3）研究金屬活動性順序還可以指導(dǎo)對金屬陽離子氧化性強弱的認(rèn)識，工業(yè)上用氯化鐵溶液腐蝕銅制電路板．
①請根據(jù)金屬活動性順序結(jié)合該反應(yīng)原理，比較Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺的氧化性強弱

Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺

．
②請運用原電池原理設(shè)計實驗驗證Cu²⁺、Fe³⁺氧化性強弱的結(jié)論．
方案：

銅棒與碳棒用導(dǎo)線連接，再插入氯化鐵溶液，發(fā)現(xiàn)有電流產(chǎn)生，銅棒不斷溶解，溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色或藍(lán)綠色

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬的冶煉方法以及化學(xué)平衡移動原理來分析；
（2）金屬鋅具有還原性，結(jié)合試驗的現(xiàn)象來分析所發(fā)生的反應(yīng)；
（3）①在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；
②原電池的負(fù)極失電子，正極是陽離子得電子的過程，銅和三價鐵的反應(yīng)可以證明其氧化性的強弱．

解答：解：（1）可以用“熱分解法”冶煉的金屬是不活潑的金屬（鉑、金通常以單質(zhì)形式存在于自然界中），如銀、汞等；反應(yīng)Na+KClK↑+NaCl之所以能進(jìn)行是因鉀以蒸氣形式逸出后，促使平衡不斷右移的結(jié)果，故答案為：Hg、Ag；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，及時抽出鉀蒸氣，導(dǎo)致平衡不斷正向移動；
（2）在FeCl₃溶液中，因存在Fe³⁺的水解，所以呈酸性；鋅粒表面產(chǎn)生氣泡是鋅與溶液中的H⁺反應(yīng)的結(jié)果，溶液顏色變淺是鋅與Fe³⁺反應(yīng)的結(jié)果；溶液出現(xiàn)渾濁是Fe³⁺水解程度增大，生成Fe（OH）₃沉淀的結(jié)果，
故答案為：Zn+2Fe³⁺═Zn²⁺+2Fe²⁺；3Zn+2Fe³⁺+6H₂O═2Fe（OH）₃↓+3H₂↑+3Zn²⁺[或Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，Zn+2H⁺═Zn²⁺+H₂↑，或?qū)懟瘜W(xué)方程式也可以]
（3）①由氯化鐵溶液腐蝕銅制電路板的反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，可知Fe³⁺的氧化性大于Cu²⁺；由濕法煉銅Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu可知，Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺，所以氧化性順序為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，故答案為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺；
②原電池的負(fù)極失電子，正極是陽離子得電子的過程，證明氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺的方案：將銅棒與碳棒用導(dǎo)線連接，再插入氯化鐵溶液，發(fā)現(xiàn)有電流產(chǎn)生，銅棒不斷溶解，溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色或藍(lán)綠色，
故答案為：銅棒與碳棒用導(dǎo)線連接，再插入氯化鐵溶液，發(fā)現(xiàn)有電流產(chǎn)生，銅棒不斷溶解，溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色或藍(lán)綠色．

點評：本題是一道綜合知識題目，考查的角度較廣，難度較大，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力．