Question

12．某興趣小組的同學從實驗室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設計了如圖1所示的實驗方案．

（1）結合實驗方案回答下列問題：
步驟①中，金屬X是鐵，該反應的化學方程式為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；
（2）為了比較甲、乙兩種金屬的活動性強弱和相對原子質量大小，小吳設計了一套實驗裝置（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（相同質量和質量分數）進行反應，在相同條件下測定不同時間內收集到的氣體體積，實驗記錄如表：

反應時間（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）由實驗結果可知：金屬活動性較強的是乙．
（2）為了使得到的實驗數據準確，小吳開始收集氣體的時間點應該是A．
A．導管口一有氣泡冒出時
B．冒出氣泡連續且均勻時
C．檢驗產生的氣體純凈時
（3）根據已有實驗數據，要比較甲、乙兩種金屬的相對原子質量大小，還需知道B．
A．參加反應的硫酸質量
B．生成物中金屬元素的化合價．

Answer 1

分析 （1）鐵能和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；
銅不能和稀硫酸反應，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）金屬越活潑，和稀硫酸反應的速率越快，單位時間內生成的氫氣越多；
如果知道生成物中金屬元素的化合價，就可以書寫反應的化學方程式，根據化學方程式、反應物、生成物的質量可以計算金屬的相對原子質量．

解答 解：（1）①步驟①中，金屬X是鐵，鐵和硫酸銅反應的化學方程式為：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；故填：鐵；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；使鐵完全反應；蒸發結晶．
（2）①由實驗結果可知，單位時間內，金屬乙與稀硫酸反應生成的氣體多，比金屬甲活潑；
②為了使得到的實驗數據準確，小吳開始收集氣體的時間點應該是導管口一有氣泡冒出時，因為要測定金屬產生氫氣的快慢，應該是收集金屬反應產生的所有氣體，因此導管口一有氣泡冒出時就要收集．
③根據已有實驗數據，要比較甲、乙兩種金屬的相對原子質量大小，還需知道生成物中金屬元素的化合價．
故填：乙；A；B．

點評 要會利用金屬活動順序表設計實驗，去驗證金屬的還原性強弱．氫前邊的金屬會與稀硫酸、鹽酸反應，但氫后邊的金屬不會與稀硫酸、鹽酸反應，前邊的金屬會把后邊的金屬從其鹽溶液中置換出來．