Question

不同的金屬在化學反應中表現出來的活潑程度不同，早在1812年瑞典化學家貝采里烏斯根據大量實驗現象首先提出了金屬活動順序的概念，后來俄國化學家貝開托夫在大量實驗和系統研究之后，于1865年發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習“金屬及其化合物”的重要工具，許多“金屬及其化合物”的知識規律可以通過金屬活動性順序來掌握．例如，工業上冶煉金屬，根據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______、______．
工業上又常用下列反應進行金屬鉀的冶煉：Na+KClK↑+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______．
（2）在實踐中發現還有許多化學事實“違背”金屬活動性順序，但這些“反常”現象都可以通過化學原理得到合理解釋．某學生在做探究實驗時，把鋅粒投入1mol?L^-1氯化鐵溶液中，觀察到如下實驗現象：鋅粒表面有一定量氣泡產生，溶液顏色逐漸變淺，一段時間后溶液逐漸渾濁，試用相關反應方程式進行解釋______、______．
（3）研究金屬活動性順序還可以指導對金屬陽離子氧化性強弱的認識，工業上用氯化鐵溶液腐蝕銅制電路板．
①請根據金屬活動性順序結合該反應原理，比較Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺的氧化性強弱______．
②請運用原電池原理設計實驗驗證Cu²⁺、Fe³⁺氧化性強弱的結論．
方案：______．

Answer 1

解：（1）可以用“熱分解法”冶煉的金屬是不活潑的金屬（鉑、金通常以單質形式存在于自然界中），如銀、汞等；反應Na+KClK↑+NaCl之所以能進行是因鉀以蒸氣形式逸出后，促使平衡不斷右移的結果，故答案為：Hg、Ag；該反應為可逆反應，及時抽出鉀蒸氣，導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；鋅粒表面產生氣泡是鋅與溶液中的H⁺反應的結果，溶液顏色變淺是鋅與Fe³⁺反應的結果；溶液出現渾濁是Fe³⁺水解程度增大，生成Fe（OH）₃沉淀的結果，
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↑，或寫化學方程式也可以]
（3）①由氯化鐵溶液腐蝕銅制電路板的反應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：將銅棒與碳棒用導線連接，再插入氯化鐵溶液，發現有電流產生，銅棒不斷溶解，溶液由黃色變為藍色或藍綠色，
故答案為：銅棒與碳棒用導線連接，再插入氯化鐵溶液，發現有電流產生，銅棒不斷溶解，溶液由黃色變為藍色或藍綠色．
分析：（1）根據金屬的冶煉方法以及化學平衡移動原理來分析；
（2）金屬鋅具有還原性，結合試驗的現象來分析所發生的反應；
（3）①在氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性；
②原電池的負極失電子，正極是陽離子得電子的過程，銅和三價鐵的反應可以證明其氧化性的強弱．
點評：本題是一道綜合知識題目，考查的角度較廣，難度較大，要求學生具有分析和解決問題的能力．