892、向Al2[SO4]3和CuSO4的混合溶液中放入一个铁钉,其变化是[ ]。

这道题考查的是**金属活动性顺序**及其在置换反应中的应用。 ### 1. 核心知识点：金属活动性顺序 常见金属的活动性强弱顺序为： $$K \ Ca \ Na \ Mg \ Al \ Zn \ Fe \ Sn \ Pb \ (H) \ Cu \ Hg \ Ag \ Pt \ Au$$ * **规律**：排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来（“前置后”）。 * **特例注意**：钾、钙、钠等极活泼金属放入盐溶液中，会先与水反应，不能直接置换出金属。但本题涉及的是铁（Fe），属于中等活泼金属，遵循常规的置换规律。 ### 2. 具体分析过程 题目中给出的混合溶液含有 $Al_2(SO_4)_3$ 和 $CuSO_4$，放入的金属是铁钉（$Fe$）。我们需要分别判断铁与这两种盐是否发生反应。 #### (1) 铁与硫酸铝 $Al_2(SO_4)_3$ 的反应 * 比较金属活动性：$Al$（铝） > $Fe$（铁）。 * 根据“前置后”的原则，只有活动性强的金属才能置换活动性弱的金属。 * 因为铁的活动性比铝弱，所以**铁不能置换出铝**。 * **结论**：$Fe$ 与 $Al_2(SO_4)_3$ **不反应**。因此，选项中任何包含“生成 Al”的说法（A、B）都是错误的。 #### (2) 铁与硫酸铜 $CuSO_4$ 的反应 * 比较金属活动性：$Fe$（铁） > $Cu$（铜）。 * 因为铁的活动性比铜强，所以**铁能置换出铜**。 * 反应方程式为： $$Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$$ * 在这个反应中： * 单质铁（$Fe$）失去电子变成亚铁离子（$Fe^{2+}$），进入溶液。 * 铜离子（$Cu^{2+}$）得到电子变成单质铜（$Cu$），析出附着在铁钉表面或沉底。 * **注意产物价态**：铁在发生置换反应时，通常生成 **+2价** 的亚铁离子（$Fe^{2+}$），而不是 +3价的铁离子（$Fe^{3+}$）。因此，选项 D 中提到生成 $Fe^{3+}$ 是错误的。 ### 3. 综合结论 * 铁不与硫酸铝反应，无铝生成。 * 铁与硫酸铜反应，生成铜（$Cu$）和硫酸亚铁（含 $Fe^{2+}$）。 * 最终的变化结果是：生成了 **Cu** 和 **$Fe^{2+}$**。 ### 4. 选项排查 * **A. 生成Al、H₂和Fe²⁺**：错误。铁不能置换铝；且题目未提及酸性环境产生氢气的主要逻辑（即便有微量水解酸性，主要反应也是置换铜，且绝不会生成Al）。 * **B. 生成Al、Cu和Fe²⁺**：错误。铁不能置换铝。 * **C. 生成Cu和Fe²⁺**：**正确**。符合铁置换铜的反应事实。 * **D. 生成Cu和Fe³⁺**：错误。铁置换反应生成的是 $Fe^{2+}$。 故正确答案为 **C**。