Question

12．某興趣小組的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)方案．

（1）結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答下列問題：
步驟①中，金屬X是鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是使鐵完全反應(yīng)；
（2）為了比較甲、乙兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱和相對(duì)原子質(zhì)量大小，小吳設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置（如圖2），他取兩種金屬（表面積相同）各m克，分別加入足量的稀硫酸（相同質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)）進(jìn)行反應(yīng)，在相同條件下測(cè)定不同時(shí)間內(nèi)收集到的氣體體積，實(shí)驗(yàn)記錄如表：

反應(yīng)時(shí)間（秒）		20	40	60	80	100	120	140
收集到的氣體體積（毫升）	甲金屬	25	60	95	130	160	170	170
	乙金屬	30	75	120	150	150	150	150

（1）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的是乙．
（2）為了使得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，小吳開始收集氣體的時(shí)間點(diǎn)應(yīng)該是A．
A．導(dǎo)管口一有氣泡冒出時(shí)
B．冒出氣泡連續(xù)且均勻時(shí)
C．檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體純凈時(shí)
（3）根據(jù)已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要比較甲、乙兩種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量大小，還需知道B．
A．參加反應(yīng)的硫酸質(zhì)量
B．生成物中金屬元素的化合價(jià)．

Answer 1

分析 （1）鐵能和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅；
銅不能和稀硫酸反應(yīng)，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）金屬越活潑，和稀硫酸反應(yīng)的速率越快，單位時(shí)間內(nèi)生成的氫氣越多；
如果知道生成物中金屬元素的化合價(jià)，就可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)化學(xué)方程式、反應(yīng)物、生成物的質(zhì)量可以計(jì)算金屬的相對(duì)原子質(zhì)量．

解答 解：（1）①步驟①中，金屬X是鐵，鐵和硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；②步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是使鐵完全反應(yīng)；故填：鐵；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；使鐵完全反應(yīng)；蒸發(fā)結(jié)晶．
（2）①由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，單位時(shí)間內(nèi)，金屬乙與稀硫酸反應(yīng)生成的氣體多，比金屬甲活潑；
②為了使得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，小吳開始收集氣體的時(shí)間點(diǎn)應(yīng)該是導(dǎo)管口一有氣泡冒出時(shí)，因?yàn)橐獪y(cè)定金屬產(chǎn)生氫氣的快慢，應(yīng)該是收集金屬反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體，因此導(dǎo)管口一有氣泡冒出時(shí)就要收集．
③根據(jù)已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要比較甲、乙兩種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量大小，還需知道生成物中金屬元素的化合價(jià)．
故填：乙；A；B．

點(diǎn)評(píng) 要會(huì)利用金屬活動(dòng)順序表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，去驗(yàn)證金屬的還原性強(qiáng)弱．氫前邊的金屬會(huì)與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)，但氫后邊的金屬不會(huì)與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)，前邊的金屬會(huì)把后邊的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來．