Question

某課外興趣小組的同學為了探究金屬X、Y、Z三種金屬的活動性順序，設計并完成了下圖所示的二組實驗：
實驗一：把金屬X、Y、Z三種金屬分別放入溶液中

實驗	實驗步驟	實驗現象
①		X片表面無明顯變化
②		Y片表面無明顯變化
③		Z片溶解，表面有無色氫氣產生，溶液最終為無色

請你根據他們所做的實驗回答：
（1）Z與硫酸反應后，生成+3價金屬離子，寫出實驗③的化學方程式：______．
（2）通過上述實驗，你認為上述三種金屬最活潑是：______．
實驗二：把X、Y兩種金屬絲放入硝酸銀溶液中

實驗	實驗步驟	實驗現象
④		在X絲表面有銀白色的固體析出
⑤		在Y絲表面沒有明顯現象

（3）通過實驗事實得出X、Y、Z金屬活動性由強到弱的順序為______．
實驗三：小組同學選擇“Z絲和硫酸反應的快慢與什么因素有關”的課題開展探究．下表是他們分別用相同質量的Z絲和足量稀硫酸反應的三組實驗數據：

實驗編號	硫酸的質量分數/%	反應的溫度	Z絲消失的時間/S
⑥	3	20	500
⑦	6	20	300
⑧	6	30	80

（4）實驗⑦和⑧表明：該反應快慢與______有關
（5）能表明硫酸濃度對反應快慢有影響的實驗編號是：______和______
（6）如果實驗⑥中硫酸的質量分數改為4%，請推出Z絲消失的時間（用t表示）的取值范圍_______
（7）該實驗除了用Z絲消失的時間來衡量反應的快慢外，你還能提出新的方法來衡量反應的快慢嗎？方法______．

Answer 1

解：（1）Z與硫酸反應后，生成+3價金屬離子，根據化合價寫出化學式，再寫出方程式：2Z+3H₂SO₄=Z₂（SO₄）₃+3H₂↑；
（2）根據金屬活動性順表，結合實驗的現象：X、Y不不與硫酸反應，Z與硫酸反應，最活潑的是Z；
（3）根據實驗的現象，X比銀活潑，銀比Y活潑，最活潑的是Z，綜合以上實驗，三種金屬的活潑性強弱是：Z＞X＞Y；
（4）對比分析實驗⑦和⑧，硫酸的質量分數相同，溫度不同，反應的時間不同，表明：該反應快慢與溫度有關；
（5）實驗⑥和⑦硫酸質量分數不同，溫度相同，反應時間不同，表明硫酸濃度對反應快慢有影響；
（6）因為硫酸質量分數越大反應越快，如果實驗⑥中硫酸的質量分數改為4%，4%在3%和6%之間，反應的時間應在300S 和500S 之間，所以，300S＜t＜500S；
（7）實驗除了用Z絲消失的時間來衡量反應的快慢外，衡量反應快慢的方法比較多，例如：用排水法收集等體積的一瓶氫氣所需時間的多少來衡量，或通過單位時間內產生氫氣的量來衡量等．
故答為：（1）2Z+3H₂SO₄=Z₂（SO₄）₃+3H₂↑；
（2）Z；
（3）Z＞X＞Y；
（4）溫度；
（5）⑥和⑦；
（6）300S＜t＜500S；
（7）用排水法收集等體積的一瓶氫氣所需時間的多少來衡量．
分析：（1）金屬Z與硫酸反應生成硫酸Z和氫氣，根據化合價寫出化學式再寫出方程式；
（2）根據金屬活動性順表，結合實驗的現象，分析活動性最強的金屬；
（3）根據上述實驗，結合X、Y兩種金屬與硝酸銀溶液反應的現象，分析X、Y、Z三種金屬活動性的強弱順序；
（4）對比分析實驗⑦和⑧，硫酸的質量分數相同，溫度不同，反應的時間不同，表明：該反應快慢與溫度有關；
（5）要找出硫酸濃度對反應快慢有影響的實驗，就要分析，硫酸濃度不同，溫度相同，反應時間不同的實驗；
（6）硫酸濃度越大反應越快，如果實驗⑥中硫酸的質量分數改為4%，4%在3%和6%之間，反應的時間應在300S 和500S 之間，所以，300S＜t＜500S；
（7）實驗除了用Z絲消失的時間來衡量反應的快慢外，衡量反應快慢的方法比較多，例如：用排水法收集等體積的一瓶氫氣所需時間的多少來衡量，或通過單位時間內產生氫氣的量來衡量等．
點評：本題比較全面的考查了金屬活動性順序的應用，通過實驗探究了影響反應快慢的因素，掌握實驗探究的思路和方法．