Question

9．同學(xué)們一起探究鋁、鐵、銅三種金屬的活動性，小剛同學(xué)設(shè)計(jì)了用銅絲、鐵絲、鋁絲和稀鹽酸，只用一只試管，取一次鹽酸的探究方案．請你和他們一起完善下表的探究方案并回答有關(guān)問題．
（1）填表

實(shí)驗(yàn)步驟	觀察到的現(xiàn)象
①在試管中取少量鹽酸，插入鐵絲，充分作用．	有氣泡冒出，溶液由無色變?yōu)闇\綠色
②在①所得的溶液中，插入銅絲，充分作用．	無明顯現(xiàn)象
③在②所得的溶液中插入鋁絲，充分作用．	鋁絲表面有一層黑色物質(zhì)，溶液由淺綠色變無色

結(jié)論：金屬活動性Al＞Fe＞Cu
（2）將鋁絲插入前應(yīng)進(jìn)行的操作是擦除鋁絲表面的氧化鋁．；
（3）小華同學(xué)認(rèn)為在小剛設(shè)計(jì)的方案中，只要補(bǔ)充一個實(shí)驗(yàn)，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論．小華要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是把銅絲插入稀鹽酸；
（4）小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為要得到Al＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論，不必做補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，中需將小明同學(xué)方案中插入金屬的順序調(diào)整即可，你認(rèn)為調(diào)整后插入金屬的順序是銅、鐵、鋁．
（5）通過比較、分析，可以發(fā)現(xiàn)上述四個反應(yīng)有相似之處：均屬于四種基本反應(yīng)類型中的置換反應(yīng)．再分析這四個反應(yīng)前后各元素的化合價，我們還會發(fā)現(xiàn)一個相似之處：反應(yīng)前后有的元素的化合價有變化．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬活動性順序表可知三種金屬的活動性鋁＞鐵＞氫＞銅，其中鐵和鹽酸反應(yīng)得到淺綠色硫酸亞鐵和氫氣，銅不能硫酸亞鐵反應(yīng)，鋁能置換出硫酸亞鐵中的鐵并生成無色的氯化鋁溶液．小剛同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鲣X＞鐵＞銅以及鋁＞鐵＞氫的活動性，不能證明銅和氫的活動性，要想證明，只要把銅插入鹽酸中即可．證明這三種金屬的活動性方法較多，應(yīng)當(dāng)選用簡便易行，現(xiàn)象明顯的方案；根據(jù)置換反應(yīng)特點(diǎn)分析解答．

解答 解：（1）鐵絲插入鹽酸中能觀察到有氣泡冒出，說明鐵排在氫前面，得到氯化亞鐵溶液，在氯化亞鐵溶液中插入銅絲無明顯現(xiàn)象，說明銅的活動性比鐵弱．而在氯化亞鐵溶液中插入鋁絲，鋁的活動性比鐵強(qiáng)，能置換氯化亞鐵中鐵，表面有黑色物質(zhì)析出，溶液由淺綠色變無色．同時得出金屬活動性順序?yàn)椋篈l＞Fe＞Cu（Al＞Fe＞H）．
（2）鋁的表面易生成致密的氧化鋁保護(hù)膜，影響反應(yīng)的進(jìn)行和反應(yīng)速度，使用前應(yīng)把保護(hù)膜除去．
（3）要得出Al＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論，上述實(shí)驗(yàn)沒有比較Cu與H的關(guān)系，所以補(bǔ)充銅絲與鹽酸的反應(yīng)就可以了．
（4）證明這三種金屬的活動性方法較多，應(yīng)當(dāng)選用簡便易行，現(xiàn)象明顯的方案．剛開始加進(jìn)去的金屬應(yīng)該是不能和鹽酸發(fā)生反應(yīng)的，這樣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較明顯，因此先插入銅絲，無現(xiàn)象，證明活潑性H＞Cu，再插入鐵絲，有氣泡，證明Fe＞H，再插入鋁絲，鋁絲表面有一層黑色物質(zhì)，溶液由淺綠色變無色，證明Al＞Fe，則可以證明Al＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論．
（5）由于這四個反應(yīng)都是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另外一種單質(zhì)和一種化合物，因此都是置換反應(yīng)，由于在置換反應(yīng)中，單質(zhì)變成了化合物，而化合物變成了單質(zhì)，因此有的元素的化合價一定會發(fā)生變化．
故答案為：
（1）

實(shí)驗(yàn)步驟	觀察到的現(xiàn)象
①	有氣泡冒出，溶液由無色變?yōu)闇\綠色
②銅絲
③鋁絲	鋁絲表面有一層黑色物質(zhì)，溶液由淺綠色變無色

（2）用砂紙將鋁表面的氧化物打磨掉．
（3）將銅絲插入稀鹽酸中；
（4）銅、鐵、鋁；
（5）置換，反應(yīng)前后有的元素的化合價有變化；

點(diǎn)評 本題考查通過實(shí)驗(yàn)探究來判斷金屬的活動性強(qiáng)弱，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路是，先加入常見的稀鹽酸，觀察反應(yīng)現(xiàn)象，對于該題中鐵與稀鹽酸反應(yīng)，生成的溶液是淺綠色，另外能與酸反應(yīng)的金屬說明它的活動比較強(qiáng)，排在氫的前面．