• 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案.请你帮助他们完成有关实验项目:方案Ⅰ:有人提出将形状和大小均相等的铁片和铜片,分别同时放入100ml2.0mol/L稀硫酸中,观察产生气泡的快慢,据此可以确定它们的金属活动性.该原理的离子方程式为: ;若反应进行到2min时共收集到标准状况下的气体1120ml,则用硫酸表示的该反应的反应速率为(溶液体积变化忽略不计): .方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性.试在下面的方框内画出你设计的原电池装置图,注明电解质溶液名称和正负极材料,标出电子流动方向,并写出电极反应式.正极反应式: .负极反应式: .方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同): ,用离子方程式表示其反应原理: .试题及答案-填空题-云返教育

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      某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案.请你帮助他们完成有关实验项目:
      方案Ⅰ:有人提出将形状和大小均相等的铁片和铜片,分别同时放入100ml2.0mol/L稀硫酸中,观察产生气泡的快慢,据此可以确定它们的金属活动性.该原理的离子方程式为:
                ;若反应进行到2min时共收集到标准状况下的气体1120ml,则用硫酸表示的该反应的反应速率为(溶液体积变化忽略不计):         
      方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性.试在下面的方框内画出你设计的原电池装置图,注明电解质溶液名称和正负极材料,标出电子流动方向,并写出电极反应式.
      正极反应式:
               
      负极反应式:
               
      方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):
                ,用离子方程式表示其反应原理:         

      试题解答


      Fe+2H+═Fe2++H2↑;:0.25mol/(L?min):2H++2e-═H2:Fe-2e-═Fe2+:将铁片置于CuSO4溶液中,一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出,即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的:Fe+Cu2+═Fe2++Cu
      解:Ⅰ:铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑;
      Fe+H
      2SO4=FeSO4+H2↑;
      1mol 22.4L
      0.05mol 1.12L
      所以消耗硫酸0.05mol,硫酸的反应速率=
      △n
      V△t
      =
      0.05mol
      0.1L.2min
      =0.25mol/L.min
      故答案为:Fe+2H
      +═Fe2++H2↑;0.25mol/(L?min);
      Ⅱ:正极上氢离子得电子生成氢气,反应还原反应,电极反应式为2H
      ++2e-═H2↑;
      负极上铁失电子生成二价铁离子,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e
      -═Fe2+
      用铁、铜作电极,稀硫酸作电解质溶液设计原电池,铁的金属性比铜强,所以铁作负极,铜作正极,电子从负极沿导线流向正极.







      故答案为:正极:2H
      ++2e-═H2↑;负极:Fe-2e-═Fe2+
      Ⅲ:根据铁和铜的置换反应设计,设计方法如下:将铁片置于CuSO
      4溶液中,一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出,即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的;反应原理为:铁和铜离子发生氧化还原反应生成铜和二价铁离子.反应的离子方程式为:Fe+Cu2+═Fe2++Cu.
      故答案为:将铁片置于CuSO
      4溶液中,一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出,即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的;Fe+Cu2+═Fe2++Cu.

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