(1)在金属活动顺序表中氢前边的金属可以与稀盐酸反应,且活动性越强反应越剧烈,产生气泡的速率越快,由于锌的活动性比铁强,所以锌产生氢气的速率大于铁产生氢气的速率,故实验①和实验③的试管中银白色固体表面均有气泡产生,但固体表面产生气泡的速率不同,实验②中可观察到铜的表面有银白色固体,且溶液由无色变为蓝色的现象,由此可知铜和硝酸银发生反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,得到的金属活动性结论是铜
>银;
(2)由实验①可以得出
Fe>H,②可以得出
Cu>Ag,③可以得出
Zn>H,综合①③中,锌产生的气泡的速率快可以得出
Zn>Fe,但是无法得出铁和铜的活动性大小,要得出这四种金属的活动性顺序,则实验④需要得出铁和铜的活动性大小,
Y表示硝酸铜溶液,则
X是
Fe,④中铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,证明铁比铜活泼,该反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,该反应中一定有元素化合价的变化;
(3)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,铜和银的活动性排在氢后,铜和银与盐酸不反应,根据金属与酸反应产生氢气
=(金属化合价
÷金属相对原子质量
)×金属的质量,由铁、锌的相对原子质量分别为
56、
65和其化合价都为
+2可知,等质量的铁、锌分别与足量盐酸反应,则产生氢气的质量由多到少的顺序是铁
>锌,故等质量的上述锌、铁、铜、银四种金属与足量的稀盐酸反应生成氢气最多是
Fe;
(4)实验②中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,②中反应前溶液中的溶质为
AgNO3,溶液中存在的离子是
Ag+和硝酸根离子,反应后溶液中的溶质为
Cu(NO3)2,此时溶液中的离子是
Cu2+和硝酸根离子,结合图像分析可知,
b的离子数目在反应中逐渐减少直至为零,因此
b表示的是
Ag+,反应前后硝酸根离子数目不变,故
a表示硝酸根离子,
c的离子数目从
0开始逐渐增大,表示
Cu2+。
故答案为:(1)速率;
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;铜
>银;
(2)Fe;有;
(3)Fe;
(4)c。
(1)在金属活动顺序表中氢前边的金属可以与稀盐酸反应,且活动性越强反应越剧烈,产生气泡的速率越快,由于锌的活动性比铁强,所以锌产生氢气的速率大于铁产生氢气的速率,故实验①和实验③的试管中银白色固体表面均有气泡产生,但固体表面产生气泡的速率不同,实验②中可观察到铜的表面有银白色固体,且溶液由无色变为蓝色的现象,由此可知铜和硝酸银发生反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,得到的金属活动性结论是铜
>银;
(2)由实验①可以得出
Fe>H,②可以得出
Cu>Ag,③可以得出
Zn>H,综合①③中,锌产生的气泡的速率快可以得出
Zn>Fe,但是无法得出铁和铜的活动性大小,要得出这四种金属的活动性顺序,则实验④需要得出铁和铜的活动性大小,
Y表示硝酸铜溶液,则
X是
Fe,④中铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,证明铁比铜活泼,该反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,该反应中一定有元素化合价的变化;
(3)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,铜和银的活动性排在氢后,铜和银与盐酸不反应,根据金属与酸反应产生氢气
=(金属化合价
÷金属相对原子质量
)×金属的质量,由铁、锌的相对原子质量分别为
56、
65和其化合价都为
+2可知,等质量的铁、锌分别与足量盐酸反应,则产生氢气的质量由多到少的顺序是铁
>锌,故等质量的上述锌、铁、铜、银四种金属与足量的稀盐酸反应生成氢气最多是
Fe;
(4)实验②中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,②中反应前溶液中的溶质为
AgNO3,溶液中存在的离子是
Ag+和硝酸根离子,反应后溶液中的溶质为
Cu(NO3)2,此时溶液中的离子是
Cu2+和硝酸根离子,结合图像分析可知,
b的离子数目在反应中逐渐减少直至为零,因此
b表示的是
Ag+,反应前后硝酸根离子数目不变,故
a表示硝酸根离子,
c的离子数目从
0开始逐渐增大,表示
Cu2+。
故答案为:(1)速率;
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;铜
>银;
(2)Fe;有;
(3)Fe;
(4)c。