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金属活动顺序:锌与铜

把锌片浸入蓝色硫酸铜溶液,观察红色铜析出的同时蓝色逐渐褪去。

目标

通过观察置换反应 Zn+CuX2+→ZnX2++Cu\ce{Zn + Cu^{2+} -> Zn^{2+} + Cu} 证明锌比铜活泼。

仪器与试剂

装有 CuSOX4\ce{CuSO4} 溶液和锌片的虚拟烧杯;滑块控制锌片浸入深度。

步骤

  1. 开始模拟,记下 CuSOX4\ce{CuSO4} 溶液最初的蓝色。
  2. 增大浸入滑块,观察浸入部分周围出现红棕色的铜颗粒并下沉。
  3. 等待并比较:接触越深越久,铜沉积越多,溶液颜色越浅。

观察要点

  • 锌表面形成红棕色的铜沉积层,同时 ZnX2+\ce{Zn^{2+}} 离子进入溶液。
  • 随着 CuX2+\ce{Cu^{2+}} 离子被消耗,蓝色逐渐褪去。

讲解

锌比铜更容易失去电子:Zn\ce{Zn} 被氧化(Zn→ZnX2++2 eX−\ce{Zn -> Zn^{2+} + 2e^-}),CuX2+\ce{Cu^{2+}} 被还原为金属(CuX2++2 eX−→Cu\ce{Cu^{2+} + 2e^- -> Cu})。活动顺序中靠前的金属总能把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来——这正是序列 K>Na>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Pb>H>Cu>Ag>Au\ce{K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Ag > Au} 的依据。

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