Question

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：

Answer 1

解题思路：（1）根据铁与酸的反应分析并写出离子方程式；

（2）利用Fe、Cu作电极设计成原电池，因铁比铜活泼，负极为铁，正极为铜，电解质溶液可为酸或铜盐溶液；

（3）根据铁、铜之间的置换反应设计．

（1）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↑，

故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；

（2）利用Fe、Cu作电极设计成原电池，因铁比铜活泼，负极为铁，正极为铜，电解质溶液可为酸或铜盐溶液，可设计装置图为

，负极铁被氧化生成Fe²⁺，正极H⁺被还原生成H₂，正极反应为2H⁺+2e^-→H₂↑，负极反应为

Fe=Fe²⁺+2e^-，

故答案为：

；2H⁺+2e^-=H₂↑；Fe=Fe²⁺+2e^-；

（3）根据铁和铜的置换反应设计，设计方法如下：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，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：取无锈铁棒插入CuSO₄溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强；Fe+Cu²⁺═Cu+Fe²⁺．

点评：

本题考点： 原电池和电解池的工作原理．

考点点评： 本题以原电池工作原理为载体判断金属的活泼性，注意在原电池中不能仅仅根据电极的正负极判断金属的活泼性，如：在Mg-Al-NaOH溶液组成的原电池中，镁的金属性大于铝，但镁作正极，铝作负极，题目难度不大．