Question

（2011?淄博）金屬材料被廣泛的應用于我們的生活中，不僅是因為其物理性能優良，還與它們的化學性質密切相關．下面是小明同學設計測定金屬鐵、銅和鎂的活動性的探究實驗過程和實驗記錄，請你一起探究．
【實驗記錄】測定金屬鐵、銅和鎂的活動性強弱
【所用試劑】稀硫酸、硝酸銀溶液、光亮的薄鐵片、薄銅片、薄鎂片
【實驗過程】
步驟Ⅰ將鐵片、銅片、鎂片分別在空氣中點燃片刻，觀察燃燒現象；
步驟Ⅱ將鐵片、銅片、鎂片分別放入三只盛有溶質質量分數相同、體積相同的稀硫酸的試管中；
步驟Ⅲ將鐵片、銅片、鎂片分別放入三只盛有溶質質量分數相同、體積相同的硝酸銀溶液的試管中．
【實驗記錄】用“√”表示能觀察到實驗現象，用“-”表示觀察不到實驗現象（見右表）．
實驗現象記錄表

金屬	空氣	稀硫酸	硝酸銀溶液
鐵	-	√	√
銅	-	-	√
鎂	√	√	√

（1）通過步驟Ⅰ可以得出三種金屬中鎂的金屬活動性最強，判斷依據是

在空氣中，鎂能和氧氣反應的最劇烈

（2）運用“控制變量法”設計實驗方案是化學研究的重要方法．步驟Ⅱ和步驟Ⅲ中，需要控制的實驗條件除了金屬的體積、溶液的體積、溶質質量分數以外，還需要控制的條件是

溶液的種類

．寫出鎂和稀硫酸反應的化學方程式

Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑

，此反應屬于

置換反應

．
【實驗結論】金屬鐵、銅和鎂的活動性由強到弱的順序是

Mg Fe Cu

（用元素符號表示）
【反思交流】若利用上述試劑制取氫氣，小明認為應該選擇金屬鐵和稀硫酸反應，而不選擇金屬鎂和稀硫酸反應，他的理由是

Mg和H₂SO₄反應速度太快，不易控制

．

Answer 1

分析：根據以下方法判斷金屬活動性強弱的：①金屬活動性順序表背出來，排在前面的金屬的活動性比后面的要強．②和同種酸反應的速度快慢，反應越快的活動性越強③在空氣中反應的難易程度．例如鐵不能在氧氣中燃燒而鈉可以在氧氣中燃燒，說明鈉的活動性大于鐵④利用書本最后一頁的元素周期表，具體利用遵循下面的原則：橫向，從左到右，金屬的活動性在減弱；從上到下，金屬的活動性在增強．在化學實驗設計中，要注意在同一個實驗中變量只能是一個；排在氫前面的金屬大都和酸反應生成氫氣，屬于置換反應；根據實驗的現象可以判斷出Mg、Fe、Cu金屬活動性強弱．

解答：解：（1）根據金屬與氧氣反應的難易程度可以判斷出金屬活動性的強弱，與氧氣反應越劇烈該氣體金屬活動性越強；
    （2）化學實驗中注意控制變量，對于步驟Ⅱ和步驟Ⅲ還必須是同種溶液；鎂與酸反應生成氫氣和鎂鹽，屬于置換反應；根據實驗現象和金屬活動性強弱的判斷依據，可知鎂活動性最強，鐵次之，銅最弱；對于制取氫氣所選擇的反應原料，有一定的要求，首先要科學可行，反應速率適中，易于收集等，而鎂金屬活動性太強，反應太快，不易控制．
故正確答案：（1）在空氣中，鎂能和氧氣反應的最劇烈；（2）溶液的種類；Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；置換反應；Mg、Fe、Cu；Mg和H₂SO₄反應速度太快，不易控制

點評：該題以學生設計探究Mg、Fe、Cu三種金屬活動性強弱的實驗過程為題設，相對難度降低，旨在考查了學生的實驗步驟、過程、結果的分析和總結能力和金屬活動性強弱的判斷依據；同時化學方程式也是一個考查的熱點．