Question

兴趣小组同学在探究金属的化学性质和金属锈蚀的条件时,分别做了如下两个探究实验,请你一起参与,并完成相关问题。

探究一：探究金凤的活动性顺序。

将锌、铁、铜三种金属分别放人稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液中,观察并记录现象如下表:

金属	稀硫酸	硫酸铜溶液	硝酸银溶液	氯化钠溶液
锌	√①剧烈	√	√	一
铁	√不剧烈	√②	√	一
铜	一	一	√③	一

注明:用“√”表示能观察到实验现象,用“一”表示观察不到实验现象。

(1)分别写出①、②中观察到的实验现象________；

(2)③中发生反应的化学方程式为_________；

(3)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。在锌、铁、铜与稀硫酸实验中,需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸接触面积稀硫酸的体积、温度以外，还需要控制的条件是_____；

(4)上述实验涉及到的五种金属的活动性由强到弱的顺序是______(用元素符号表示)；

(5)若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属锌和稀硫酸反应,而不选择金属铁和稀硫酸反应,其理由是_______；

探究二:探究金属锈蚀的条件。

[实验步骤]在下列五只试管中分别放人完全相同的洁净铁钉,几天后观察铁钉锈蚀的情况。

[现象记录]A、D、E中铁钉锈蚀明显,B、C中铁钉不生锈。

[结论与解释](1)对比A、B实验.说明铁锈蚀一定要有_______参加;对比A、C实验，说明铁生锈要有______参加；

(2)试管D和E的实验目的是探究铁在________或_______存在的环境中更易锈蚀；

(3)写出一种防止铁制品生锈的具体方法_______；

Answer

锌表面有大量气泡胃出,锌逐渐减少，铁表面附着红色物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 稀硫酸的溶质质量分数 Na Zn Fe Cu Ag 铁和稀硫酸反应速率较慢,而锌与稀硫酸反应速率适中 氧气(或O2) 水(或H2O) 酸 盐 保持铁制品表面的洁净和干燥(或表面镀上保护膜或避免与酸、盐等接触)

【解析】

探究一： (1)锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，①中观察到的实验现象：锌表面有大量气泡冒出，锌逐渐减少；铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，②中观察到的实验现象：铁表面附着红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；

(2)③中发生反应是铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag；

(3)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。在锌、铁、铜与稀硫酸实验中,需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸接触面积稀硫酸的体积、温度以外，还需要控制的条件是稀硫酸的溶质质量分数，即应使用溶质的质量分数相同的稀硫酸；

(4)在金属活动性顺序表中，排在氢前的金属能和酸反应生成盐和氢气，而排在氢后的不能，位置靠前的金属能将位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来，上述实验涉及到的五种金属的活动性由强到弱的顺序是Na>Zn >Fe>Cu >Ag；

(5)若利用上述试剂制取氢气，应该选择金属锌和稀硫酸反应，而不选择金属铁和稀硫酸反应，其理由是铁和稀硫酸反应速率较慢，而锌与稀硫酸反应速率适中；

探究二： [结论与解释](1)A中铁、水、氧气三种物质共同作用生锈，B中没有氧气不生锈，对比A、B实验说明铁锈蚀一定要有氧气参加；C中没有水不生锈，A、C实验，说明铁生锈要有水参加；

(2)试管D中有盐，生锈较快，E的实验中有酸生锈也较快，试管D和E的实验目的是探究铁在盐或酸存在的环境中更易锈蚀；

(3) 铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，所以防锈的方法有：在金属表面覆盖保护层（如刷漆等）隔绝氧气、保持金属表面洁净干燥、改变金属的组成和结构。