Question

学习完金属的化学性质，同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有：锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。

（制定计划）在老师的指导下，经过讨论，同学们设计出了以下几种实验方案：

方案一：铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液；

方案二：锌片、银片、硫酸铜溶液；

方案三：锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液；

你的设计方案是___________________。

（进行实验）小华同学选用方案三进行如下探究，请你帮他完成表格中的空白（注：表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可）：

实验操作	实验现象	分析与结论
	_____________	金属活动性：Cu______Ag（填“>”或“<”）
______________	锌片表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。	金属活动性：Zn________Cu（填“>”或“<”），反应的化学方程式为________________。

（解释与结论）根据上述实验，小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是________。

（反思与评价）探究活动结束后，同学们分享自己的收获与不足，并进行反思：

（1）有同学提出，小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其验证方法：_______________。

（2）经过讨论，大家一致认为以上实验方案中，方案_____较好。

（3）小华提出，试管中的金属可以回收再利用，这样做的意义是________________。

（拓展与延伸）好奇地小华在老师的指导下，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色。此时，滤渣中一定含有____________，溶液中离子数目增加的是__________。

Answer

锌片、铜片、硝酸银溶液和稀硫酸 有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色 ＞ 将打磨过的锌片加入硫酸铜溶液中 ＞ Zn＞Cu＞Ag 将打磨过的铜片放入硝酸银溶液中，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明金属活动性：Cu＞Ag；再将打磨过的锌片放入反应后的溶液中，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，有红色固体析出，说明金属活动性：Zn＞Cu 一、二 节约金属资源，减少污染 Cu、Ag Zn2+

【解析】

制定计划：还可以设计方案：锌片、铜片、硝酸银溶液和稀硫酸。锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，有气泡产生，说明在金属活动性顺序里，锌排在氢前，铜与稀硫酸不反应，说明在金属活动性顺序里，铜在氢后，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明在金属活动性顺序里，铜排在银之前，可以验证三种金属的活动性顺序；

进行实验：铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，实验现象为：有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色；说明金属活动性：Cu＞Ag；

实验现象为：锌片表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。说明该实验是将打磨过的锌片加入硫酸铜溶液中，锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，该实验说明，金属活动性：Zn＞Cu；该反应的化学方程式为：；

解释与结论：由以上分析可知，三种金属活动性由强到弱的顺序是：Zn＞Cu＞Ag；

反思与评价：（1）将打磨过的铜片放入硝酸银溶液中，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明金属活动性：Cu＞Ag；再将打磨过的锌片放入反应后的溶液中，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，有红色固体析出，说明金属活动性：Zn＞Cu；

（2）方案一、二较好，所选试剂较少，操作简单。

（3）试管中的金属回收利用，可以节约金属资源，而且可以减少环境污染。

拓展与延伸：把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，说明硫酸铜已经完全反应，锌可能过量，也可能恰好与硫酸铜完全反应，故滤渣中一定含有：Cu、Ag；

锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，故溶液中离子数目增加的是：Zn2+；铜离子、银离子数目逐渐减小，硫酸根离子和硝酸根离子不变。