Question

【題目】某化學(xué)小組的同學(xué)們一起探究鋁、鐵、銅三種金屬的活動性順序。請你和他們一起進行以下的探究活動并回答有關(guān)問題。

（提出問題）三種金屬的活動性順序是怎樣的？

（猜想與假設(shè)）小華的猜想是Cu>Fe>Al；小強的猜想是Fe>Cu>Al；你的猜想是_____。

（實驗一）①小麗取鐵絲、鋁絲、銅絲和編號為①、②、③的三支試管，進行如下實驗（試管中均盛有相同體積、相同濃度的稀鹽酸）：

實驗步驟	觀察到的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將鐵絲插入試管①中	_____	鋁、鐵、銅三種金屬的活動性順序為_____
將鋁絲插入試管②中	剛開始無明顯現(xiàn)象，過一段時間有大量氣泡產(chǎn)生
將銅絲插入試管③中	中無明顯現(xiàn)象

（交流與表達1）同學(xué)們對鋁絲的實驗現(xiàn)象進行了討論，剛開始無氣泡產(chǎn)生的原因是_____

（實驗二）為了驗證以上的實驗結(jié)論，小麗同學(xué)又取了形狀、大小相同且打磨干凈的銅片、鋁片及相關(guān)溶液，進行如圖所示的實驗：

（1）實驗中，燒杯內(nèi)盛放的溶液是過量的_____溶液。

（2）燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（交流與表達2）小華同學(xué)提出也可以選擇一種金屬與兩種鹽溶液進行探究，小平要補充的方案是_____（只寫出所用的試劑即可）。

（實驗結(jié)論）通過以上實驗，同學(xué)們得出了三種金屬的活動性順序。

（評價與反思）實驗結(jié)束后，同學(xué)們對實驗過程進行了如下反思：影響金屬與酸反應(yīng)速率快慢的因素，除了相互反應(yīng)的金屬和酸的性質(zhì)外，還有_____（任寫一種）。

Answer 1

【答案】Al>Fe>Cu 有少量氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色 AI>Fe>Cu 鹽酸先與鋁表面的氧化鋁反應(yīng)，無氣體產(chǎn)生 硫酸亞鐵（合理即可） 2Al+3FeSO4=Al2（SO4）3+3Fe（需與上一空對應(yīng)） 鐵片、Al2（SO4）3溶液和CuSO4溶液 金屬與酸的接觸面積（合理即可）

【解析】

猜想與假設(shè)：猜想是Cu>Fe>Al或Fe>Cu>Al或Al>Fe>Cu。

實驗一：

金屬越活潑，與酸反應(yīng)生成氫氣的反應(yīng)越劇烈，鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，所以將鐵絲插入稀鹽酸中，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色；根據(jù)實驗現(xiàn)象，實驗結(jié)論為鋁、鐵、銅三種金屬的活動性順序為Al>Fe>Cu。

交流與表達1：

鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)會生成致密的氧化鋁薄膜，所以實驗剛開始時試管③中無氣泡產(chǎn)生的原因是：鋁表面有一層氧化膜；

實驗二：

（1）鋁的金屬活動性大于銅，可用活動性介于兩者之間的鐵、鋅等的鹽溶液驗證，故實驗中，燒杯內(nèi)盛放的溶液是過量的硫酸亞鐵（合理即可）溶液。燒杯中鐵的金屬活動性大于銅，小于鋁，所以鋁和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋁和鐵單質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3FeSO4=Al2（SO4）3+3Fe（需與上一空對應(yīng)）。

（2）驗證三種金屬活動性強弱關(guān)系時，通常采取“三取中”即：取中間金屬單質(zhì)與兩端的金屬的鹽溶液反應(yīng)或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬的單質(zhì)反應(yīng)。故可選用鐵片、Al2（SO4）3溶液和CuSO4溶液。

評價與反思：

實驗結(jié)束后，影響金屬與酸反應(yīng)速率快慢的因素，除了相互反應(yīng)的金屬和酸的性質(zhì)外，還有金屬與酸的接觸面積等。