Question

【題目】某校化學研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案．請你幫助他們完成有關實驗項目：
方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸或稀鹽酸中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的活動性．該原理的離子方程式為 ．
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池，以確定它們的活動性．試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質溶液，
并寫出電極反應式．正極反應式：；負極反應式：；
方案Ⅲ：結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同： ， 用離子方程式表示其反應原理： ．

Answer 1

【答案】Fe+2H+═Fe2++H2↑；；2H++2e﹣=H2↑；Fe=Fe2++2e﹣；取無銹鐵棒插入CuSO4溶液，若鐵棒表面覆蓋一層銅，說明Fe比Cu活動性強；Fe+Cu2+═Cu+Fe2+
【解析】解：方案Ⅰ：鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，離子方程式為Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案為：Fe+2H+═Fe2++H2↑；
方案Ⅱ：利用Fe、Cu作電極設計成原電池，因鐵比銅活潑，負極為鐵，正極為銅，電解質溶液可為酸或銅鹽溶液，可設計裝置圖為 ，負極鐵被氧化生成Fe2+ ， 正極H+被還原生成H2 ， 正極反應為2H++2e﹣→H2↑，負極反應為
Fe=Fe2++2e﹣ ，
故答案為： ；2H++2e﹣=H2↑；Fe=Fe2++2e﹣；
方案Ⅲ：根據鐵和銅的置換反應設計，設計方法如下：將鐵片置于CuSO4溶液中，一段時間后觀察Fe表面有紅色的金屬銅析出，即可以證明金屬鐵的活潑性強于金屬銅的，反應原理為鐵和銅離子發生氧化還原反應生成銅和二價鐵離子，反應的離子方程式為Fe+Cu2+═Fe2++Cu，
故答案為：取無銹鐵棒插入CuSO4溶液，若鐵棒表面覆蓋一層銅，說明Fe比Cu活動性強；Fe+Cu2+═Cu+Fe2+ ．
Ⅰ：根據鐵與酸的反應分析并寫出離子方程式；
Ⅱ：利用Fe、Cu作電極設計成原電池，因鐵比銅活潑，負極為鐵，正極為銅，電解質溶液可為酸或銅鹽溶液；
Ⅲ：根據鐵、銅之間的置換反應設計．