Question

某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為比較鎂和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱設(shè)計了如下實驗方案．
【實驗準(zhǔn)備】
（1）用98%的濃硫酸配制10%的稀硫酸．現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管，還需要的儀器有

 

；在稀釋時，一定要

 

，并不斷攪拌．
（2）準(zhǔn)備兩塊表面積相同的鎂條和鋁條，并除去表面的氧化膜．要求兩種金屬片表面積相同的原因是

 

．
【方案一】將除去氧化膜的鎂條、鋁條，分別與相同體積相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸反應(yīng)，觀察到鎂比鋁反應(yīng)更劇烈，說明

 

．
【方案二】
（1）連接儀器組裝成如圖所示實驗裝置． 學(xué)生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)被拉出的針筒活塞一段時間后又回到原來的位置，你認(rèn)為該裝置是否漏氣

 

．
（2）依次進(jìn)行鎂鋁與硫酸反應(yīng)，寫出鋁與稀硫酸反應(yīng)化學(xué)方程式

 

，要比較兩種金屬活動性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬與硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣的時間；還可以測定

 

．
【方案三】請設(shè)計一個與上述實驗不同的方案，比較鎂和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱

 

．
注意：若設(shè)計出合理的方案將獎勵4分，但總分不能超過60分

實驗步驟	預(yù)計實驗現(xiàn)象	預(yù)計結(jié)果

Answer 1

考點：金屬活動性的探究,濃硫酸的性質(zhì)及濃硫酸的稀釋,一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的配制,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：【實驗準(zhǔn)備】（1）根據(jù)配置溶液的操作分析用到的儀器，根據(jù)稀釋濃硫酸的要求及注意的事項分析；
（2）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析需要控制的變量；
【方案一】根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度比較金屬的活潑性；
【方案二】（1）根據(jù)檢查裝置氣密性的原理分析；
（2）根據(jù)鎂與硫酸的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的方程式；
【方案三】根據(jù)鎂鋁與氧氣的反應(yīng)設(shè)計實驗．

解答：解：【實驗準(zhǔn)備】（1）用98%的濃硫酸配制l0%的硫酸溶液．除了需要上述儀器外，還 需要用到量筒量取濃硫酸以及水的體積，；在稀釋濃硫酸時，一定要把濃硫酸慢慢注入水中，并不斷攪拌，且不可將水倒入濃硫酸中；
（2）由于金屬體積的大小影響與酸反應(yīng)的速率．所以，要求兩種金屬片表面積相同的原因是控制變量；
【方案一】由于鎂比鋁的活動性強(qiáng)，所以，與硫酸反應(yīng)時鎂比鋁反應(yīng)更劇烈；
【方案二】（1）如果裝置不漏氣，針筒的活塞被拉出一段后，針筒內(nèi)壓強(qiáng)變小，在大氣壓的作用下，活塞一段時間后又回到原來的位置；
（2）鋁與硫酸反應(yīng)生成了硫酸鋁和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；要比較兩種金屬活動性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬與硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣所需要的時間；還可測定相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積；
【方案三】由于鎂、鋁的活潑性不同，在空中與氧氣的反應(yīng)不同．所以，比較鎂和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱，設(shè)計實驗是：將鎂條、鋁條分別在空氣中點燃，比較現(xiàn)象．
答案：（1）量筒  把濃硫酸慢慢注入水中；（2）控制變量
【方案一】鎂比鋁的金屬活動性強(qiáng)；
【方案二】不漏氣；2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積．
【方案三】將鎂條、鋁條分別在空氣中點燃，比較現(xiàn)象．

點評：本題是一道綜合知識題目，考查的角度較廣，難度較大，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力．