Question

某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Al、Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案．请你帮助他们完成有关实验项目：
（1）用三种金属与盐酸反应的现象来判断，实验中除选择大小相同的金属片外，还需要控制

盐酸的浓度

、

溶液的温度

 相同；若选用一种盐溶液验证三种金属的活泼性，该试剂为

硫酸亚铁溶液（或其他的亚铁盐溶液）

．
（2）①若用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定Fe、Cu的活动性．试在下面方框中画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液．
上述装置中正极反应式为

2H⁺+2e^-=H₂↑或Cu²⁺+2e^-=Cu

．
②某小组同学采用Al、Fe作为电极，只用一个原电池证明三种金属的活动性，则电解质溶液最好选用

D

．
A.0.5mol?L^-1氯化亚铁溶液      B.0.5mol?L^-1氯化铜溶液
C.0.5mol?L^-1盐酸              D.0.5mol?L^-1氯化亚铁和0.5mol?L^-1氯化铜混合溶液
（3）利用提供的试剂和用品：0.1mol?L^-1盐酸溶液、0.1mol?L^-1醋酸溶液、0.5mol?L^-1氯化铝溶液、0.5mol?L^-1氢氧化钠溶液、PH试纸．
请设计最简单实验证明氢氧化铝为弱碱

取适量的氯化铝溶液，用pH试纸测其pH值小于7，则证明氢氧化铝为弱碱

．

Answer 1

分析：（1）用三种金属与盐酸反应的现象来判断金属的活泼性，实验中除选择大小相同的金属片外，温度、浓度等外界因素应相同，选择盐溶液时利用金属单质之间的置换反应比较金属的活泼性；
（2）①原电池中Fe为负极，Cu为正极，则Fe活泼性强，可选硫酸或硫酸铜作电解质；
②Al、Fe作为电极，只用一个原电池证明三种金属的活动性，由金属阳离子的得电子能力比较；
（3）测定盐溶液的pH可知对应的碱的碱性强弱．

解答：解：（1）用三种金属与盐酸反应的现象来判断金属的活泼性，实验中除选择大小相同的金属片外，温度、浓度等外界因素应相同，则盐酸的浓度、溶液的温度应相同，选择盐溶液时利用金属单质之间的置换反应比较金属的活泼性，则可选择硫酸亚铁溶液（或其他的亚铁盐溶液），Al可置换出Fe，而Cu不能，以此可知金属活泼性为Al＞Fe＞Cu，
故答案为：盐酸的浓度；溶液的温度；硫酸亚铁溶液（或其他的亚铁盐溶液）；
（2）①原电池中Fe为负极，Cu为正极，则Fe活泼性强，可选硫酸或硫酸铜作电解质，原电池装置如右图，正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑或Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑或Cu²⁺+2e^-=Cu；
②Al、Fe作为电极，只用一个原电池证明三种金属的活动性，由金属阳离子的得电子能力比较，只有D符合，选D时铜离子先得到电子，然后亚铁离子得电子，由此可确定金属的活泼性，故答案为：D；
（3）测定盐溶液的pH可知对应的碱的碱性强弱，则最简单的实验方法为取适量的氯化铝溶液，用pH试纸测其pH值小于7，则证明氢氧化铝为弱碱，故答案为：取适量的氯化铝溶液，用pH试纸测其pH值小于7，则证明氢氧化铝为弱碱．

点评：本题以金属活泼性的比较为载体考查原电池，明确金属的活泼性及原电池的工作原理即可解答，注重基础知识和学生迁移能力的考查，题目难度中等．