Question

【題目】我國第四套人民幣硬幣中使用到鎳（Ni）、銅、鐵等金屬．某興趣小組決定探究Ni、Fe、Cu的金屬活動性順序．

（1）【查閱資料】鎳能與稀硫酸反應，生成可溶于水的NiSO4，并放出氫氣．

①寫出鎳與稀硫酸反應的化學方程式 ．

②結合所學知識， （填“能”或“不能”）直接比較出Ni、Fe的金屬活動性強弱．

（2）【探究實驗】（所用金屬片均已用砂紙打磨．）

實驗步驟	實驗現象	結 論
	鐵片表面有固體析出， 銅片表面 ．	三種金屬活動性由強到弱的順序為 ．

（3）【實驗反思】用鎳片、硫酸亞鐵溶液和 （填化學式）溶液通過實驗也能判斷Fe、Ni、Cu的金屬活動性順序．

（4）【遷移應用】某校化學實驗室廢液桶中收集了溶有大量FeSO4、CuSO4的廢液，此外還有一些不溶性雜質．若廢液直接排放到下水道不僅造成重金屬污染，而且造成浪費，該校化學興趣小組同學設計了如圖廢液處理方案，請回答有關問題：

①廢液在加入金屬X前需進行過濾，過濾時需要將圓形濾紙折疊處理．如圖示中不該出現的情況是 ．

②加入過量金屬X發生反應的化學方程式為 ，溶液Y是 ．

Answer 1

【答案】（1）①Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑②不能

（2）無明顯現象 Fe＞Ni＞Cu或鐵＞鎳＞銅

（3）CuSO4（4）①D ②Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 稀硫酸或H2SO4溶液

【解析】（1）①根據查閱的資料，Ni顯正二價，故與鹽酸反應時生成二價鎳鹽，同時生成氫氣，反應的方程式為：Ni+2HCl=NiCl2+H2↑；②鎳和鐵都能與鹽酸或稀硫酸反應，并放出氫氣，因此不能直接比較出Ni、Fe的金屬活動性強弱；

（2）因為鎳和鐵都在氫的前面，故銅不能置換出鎳，觀察到的現象是：沒有明顯現象；鐵可以置換出鎳，因此三種金屬活動性由強到弱的順序為：Fe、Ni、Cu；

（3）金屬和鹽溶液發生置換反應的規律是排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，所以利用金屬和鹽溶液的置換反應進行驗證．故可選擇中間的金屬與其它兩種金屬的鹽溶液能否發生置換反應進行驗證：在兩只試管中分別放入打磨光亮的鎳片，再加入硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液中；現象為：在硫酸亞鐵溶液中的鎳片沒有變化，在硫酸銅溶液中的鎳片表面出現紅色物質；

（4）從圖框中可以知道，向廢液中加入過量的金屬X得到了不純的銅，根據題干要求及廢水中的成分并結合最后得到物質為硫酸亞鐵晶體，可以判斷金屬X為鐵；銅排在氫后面，不與酸反應，而鐵排在氫前面，與酸反應，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO4溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過濾即可，故溶液Y為稀硫酸；