12.( 16 分)為節(jié)省藥品和時間,甲乙丙三位同學用銅片、鋅片。稀硫酸、硫酸銅溶液、直流電源、石墨電極、導線、燒杯、試管等中學化學常見的藥品和儀器,進行巧妙的構(gòu)思,以“接力”的方式。設計了比較銅與鋅的金屬活動性相對強弱的系列實驗。試回答下列問題:
(1)甲同學分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅鋅不接觸),小心向燒杯中加入稀硫酸,觀察到的現(xiàn)象是 。甲同學的設計思路是 。
(2)乙同學接著甲同學的實驗,向燒杯中加 溶液,進而觀察到的現(xiàn)象是 。乙同學作出銅鋅金屬活動性相對強弱的依據(jù)是 。
(3)丙同學使用直流電源和石墨電極組裝好電極裝置,向乙同學實驗后的溶液中補充了必要的試劑(作電解液)。反應在調(diào)控下隨時發(fā)生,實驗中有關電解反應的化學方程式為 ;觀察到的明顯實驗現(xiàn)象是 。
(4)請你再單獨設計一個簡單的實驗(試劑、儀器任選),探究和證實鋅和銅金屬活動性的相對強弱(簡要說明實驗操作)________________________________________________
答案(1)鋅片表面有氣泡產(chǎn)生,銅表面沒有氣泡 (2分)在金屬活動順序表中,鋅排再氫的前面,可以和稀硫酸反應,銅排在氫后面,不與稀硫酸反應。(2分)
(2)CuSO4 (1分) 鋅表面有紅色固體生成,且產(chǎn)生氣泡的速率加快(2分) 在金屬活動順序表中鋅排在銅的前面,可以將銅從其鹽溶液中置換出來;鋅表面產(chǎn)生的銅與鋅構(gòu)成原電池的兩極,使鋅與稀硫酸的反應加快(2分)
(3)2CuSO4 +2H2O 2Cu +O2↑+ 2H2SO4 (3分) 陽極產(chǎn)生無色氣體,陰極表面產(chǎn)生紅色固體(2分)
(4)取兩片相同的鐵片,分別放入盛有ZnSO4 溶液和CuSO4 溶液的兩支試管中,觀察鐵表面的變化(其他合理答案均可)。(2分)