Question

同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)金屬的一些知識，對金屬的活動性順序也有了一定的認(rèn)識．請運(yùn)用所學(xué)知識參與以下探究并回答相關(guān)問題：
[實(shí)驗(yàn)一]將4枚潔凈無銹的鐵釘分別放入如圖a、b、c、d 4支試管中

上述實(shí)驗(yàn)中，______試管中的鐵釘最易生銹．設(shè)計(jì)如圖d實(shí)驗(yàn)的目的是______．鐵生銹的主要原因是鐵與______、______等物質(zhì)發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)．
[實(shí)驗(yàn)二]為了探究Fe、Cu、Al三種金屬的活動性順序，小寧同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)時，為了除去鋁和鐵表面的氧化物或污物，在插入溶液前應(yīng)將______．
（2）實(shí)驗(yàn)時觀察到的主要現(xiàn)象是______，得出的結(jié)論是______．寫出其中一種金屬與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（3）小成同學(xué)認(rèn)為小寧同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，原因是______，因此另設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，才能得出正確的結(jié)論．請你設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)并完成下表：

操作	現(xiàn)象	結(jié)論
______	______	三種金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序是：Al、Fe、Cu

Answer 1

【答案】分析：[實(shí)驗(yàn)一]鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時接觸．酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進(jìn)金屬生銹；
[實(shí)驗(yàn)二]（1）從污染物可能會影響實(shí)驗(yàn)考慮；
（2）根據(jù)鐵和鋁能置換出硫酸銅溶液中的銅考慮；
（3）此實(shí)驗(yàn)只比較出銅與鐵和鋁的活動性強(qiáng)弱，不能比較鐵和鋁的活動性的強(qiáng)弱．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較鐵和鋁的活動性的強(qiáng)弱．
解答：解：【實(shí)驗(yàn)一】b試管中的鐵釘不但與氧氣和水同時接觸，還與促進(jìn)其生銹的氯化鈉溶液接觸，所以最易生銹；設(shè)計(jì)如圖d實(shí)驗(yàn)的目的是探究鐵在的干燥的空氣（沒有水）中是否容易生銹；根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知鐵生銹的條件是與氧氣和水同時接觸．
故答案為：b；探究鐵在的干燥的空氣（沒有水）中是否容易生銹；氧氣；水；
【實(shí)驗(yàn)二】（1）除去鋁和鐵表面的氧化物或污物，防止影響實(shí)驗(yàn)效果，在插入溶液前應(yīng)將金屬表面打磨光亮．
故答案為：金屬表面打磨光亮；
（2）鐵和鋁能與硫酸銅溶液反應(yīng)，置換出銅，我們可以觀察到的現(xiàn)象是：鋁和鐵表面均覆蓋一層紅色的物質(zhì)；這說明鋁和鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)．其中鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄．
故答案為：鋁和鐵表面均覆蓋一層紅色的物質(zhì)；鋁和鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)；Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
（3）此實(shí)驗(yàn)是為了探究Fe、Cu、Al三種金屬的活動性順序，但上面的實(shí)驗(yàn)只探究出銅與鐵和鋁的活動性強(qiáng)弱，不能比較鐵和鋁的活動性的強(qiáng)弱．我們可把鐵、銅、鋁同時放入稀鹽酸中，銅無明顯現(xiàn)象，鋁反應(yīng)劇烈生成的氣泡多，鐵反應(yīng)弱，生成的氣泡少．
故答案為：無法比較鋁和鐵的金屬活動性；
具體見下表：

操作	現(xiàn)象	結(jié)論
將相同狀態(tài)的鐵、銅、鋁分別放入相同條件下的稀鹽酸中	鋁、鐵表面有氣泡產(chǎn)生，且與稀鹽酸反應(yīng)時鋁比鐵劇烈．銅無明顯現(xiàn)象．

點(diǎn)評：對于實(shí)驗(yàn)過程要注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，置換反應(yīng)時中學(xué)階段很重要的一個化學(xué)反應(yīng)過程．