Question

向FeCl₃溶液中加入少量的銅粉，銅粉完全溶解，溶液顏色由棕黃色變成藍綠色。
（1）寫出銅與FeCl₃溶液反應的離子方程式：_______________________________。
（2）為了節省藥品和時間，甲、乙兩位同學用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO₄溶液、燒杯、試管等中學化學中常見的藥品和儀器（用品），以“接力”的方式，設計比較銅與鋅還原性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白：
①甲同學分別取一小片銅片、一小片鋅片置于燒杯底部（銅、鋅不接觸），小心地向燒杯中加入少量稀硫酸，觀察到的現象是___________________。甲同學的設計思路是______________________。
②乙同學接著做甲同學的實驗，向燒杯中滴加_______溶液，進而觀察到的實驗現象是____________。乙同學得出鋅、銅還原性相對強弱所依據的原理是__________________
_____________________________________。
③請你再單獨設計一個簡單的實驗（試劑、儀器自選），探究和證實鋅和銅還原性的相對強弱（簡要說明操作、現象）：_______________________________________________。

Answer 1

（1）2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺
（2）①鋅片上有氣泡產生，銅片上無氣泡產生； 鋅能置換出酸中的氫而銅不能
②CuSO₄溶液；鋅片上有紅色的固體析出；活潑金屬可將不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來
③分別將一小塊銅片和鋅片置于兩支試管中，向試管中各加入少量棕黃色的FeCl₃溶液，一段時間以后，加銅片的試管中溶液呈藍綠色（銅不能置換出鐵，只能將Fe³⁺轉化為Fe²⁺），加鋅片的試管中溶液幾乎呈無色（鋅置換出鐵）
【試題分析】
（1）氧化性較強的Fe³⁺能將Cu氧化為Cu²⁺，本身被還原為Fe²⁺。
（2）同一氧化劑與不同的還原劑反應時，還原性強的物質先反應，還原性弱的物質后反應（或不反應）；還原性強的金屬可以將還原性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來。明確了以上氧化還原反應的規律，結合第（1）小題的反應，就可以設計出合理的實驗方案。