Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Al、Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案．請你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
（1）用三種金屬與鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象來判斷，實(shí)驗(yàn)中除選擇大小相同的金屬片外，還需要控制

鹽酸的濃度

、

溶液的溫度

 相同；若選用一種鹽溶液驗(yàn)證三種金屬的活潑性，該試劑為

硫酸亞鐵溶液（或其他的亞鐵鹽溶液）

．
（2）①若用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定Fe、Cu的活動性．試在下面方框中畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液．
上述裝置中正極反應(yīng)式為

2H⁺+2e^-=H₂↑或Cu²⁺+2e^-=Cu

．
②某小組同學(xué)采用Al、Fe作為電極，只用一個原電池證明三種金屬的活動性，則電解質(zhì)溶液最好選用

D

．
A.0.5mol?L^-1氯化亞鐵溶液      B.0.5mol?L^-1氯化銅溶液
C.0.5mol?L^-1鹽酸              D.0.5mol?L^-1氯化亞鐵和0.5mol?L^-1氯化銅混合溶液
（3）利用提供的試劑和用品：0.1mol?L^-1鹽酸溶液、0.1mol?L^-1醋酸溶液、0.5mol?L^-1氯化鋁溶液、0.5mol?L^-1氫氧化鈉溶液、PH試紙．
請?jiān)O(shè)計(jì)最簡單實(shí)驗(yàn)證明氫氧化鋁為弱堿

取適量的氯化鋁溶液，用pH試紙測其pH值小于7，則證明氫氧化鋁為弱堿

．

Answer 1

分析：（1）用三種金屬與鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象來判斷金屬的活潑性，實(shí)驗(yàn)中除選擇大小相同的金屬片外，溫度、濃度等外界因素應(yīng)相同，選擇鹽溶液時利用金屬單質(zhì)之間的置換反應(yīng)比較金屬的活潑性；
（2）①原電池中Fe為負(fù)極，Cu為正極，則Fe活潑性強(qiáng)，可選硫酸或硫酸銅作電解質(zhì)；
②Al、Fe作為電極，只用一個原電池證明三種金屬的活動性，由金屬陽離子的得電子能力比較；
（3）測定鹽溶液的pH可知對應(yīng)的堿的堿性強(qiáng)弱．

解答：解：（1）用三種金屬與鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象來判斷金屬的活潑性，實(shí)驗(yàn)中除選擇大小相同的金屬片外，溫度、濃度等外界因素應(yīng)相同，則鹽酸的濃度、溶液的溫度應(yīng)相同，選擇鹽溶液時利用金屬單質(zhì)之間的置換反應(yīng)比較金屬的活潑性，則可選擇硫酸亞鐵溶液（或其他的亞鐵鹽溶液），Al可置換出Fe，而Cu不能，以此可知金屬活潑性為Al＞Fe＞Cu，
故答案為：鹽酸的濃度；溶液的溫度；硫酸亞鐵溶液（或其他的亞鐵鹽溶液）；
（2）①原電池中Fe為負(fù)極，Cu為正極，則Fe活潑性強(qiáng)，可選硫酸或硫酸銅作電解質(zhì)，原電池裝置如右圖，正極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑或Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑或Cu²⁺+2e^-=Cu；
②Al、Fe作為電極，只用一個原電池證明三種金屬的活動性，由金屬陽離子的得電子能力比較，只有D符合，選D時銅離子先得到電子，然后亞鐵離子得電子，由此可確定金屬的活潑性，故答案為：D；
（3）測定鹽溶液的pH可知對應(yīng)的堿的堿性強(qiáng)弱，則最簡單的實(shí)驗(yàn)方法為取適量的氯化鋁溶液，用pH試紙測其pH值小于7，則證明氫氧化鋁為弱堿，故答案為：取適量的氯化鋁溶液，用pH試紙測其pH值小于7，則證明氫氧化鋁為弱堿．

點(diǎn)評：本題以金屬活潑性的比較為載體考查原電池，明確金屬的活潑性及原電池的工作原理即可解答，注重基礎(chǔ)知識和學(xué)生遷移能力的考查，題目難度中等．