Question

5．M是生活中常見的金屬，MSO₄溶液是無色液體，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲探究M與銅、鋁的活動性順序，請你和他們一起進行以下探究活動．
【提出問題】M、銅、鋁的金屬活動性順序是怎樣的？
【猜想與假設(shè)】小敏的猜想是Al＞Cu＞M；小強的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是M＞Al＞Cu．
【設(shè)計與實驗一】小莉取M絲、銅絲、鋁絲和編號為①、②、③的3支試管，進行如表的實驗（試管中均盛有體積相同、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的稀鹽酸）；

實驗操作	M絲插入試管①中	銅絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實驗結(jié)論
剛開始的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	無氣泡	M＞Cu：M＞Al
幾分鐘后的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	有大量氣泡產(chǎn)生	Al＞M＞Cu

【交流與表達(dá)】同學(xué)們對同一實驗得出兩種不同結(jié)論的現(xiàn)象進行了討論，明白了實驗剛開始時試管③中無氣泡產(chǎn)生的原因，該原因是鋁表面有一層氧化膜．
【設(shè)計與實驗二】為了進一步探究三種金屬的活動性順序，同學(xué)們?nèi)〈旨?xì)相同，打磨干凈的M絲、鋁絲及相關(guān)溶液，又進行了如圖所示的實驗：
（1）試管乙中觀察到的現(xiàn)象是M表面出現(xiàn)一層紅色物質(zhì)．
（2）試管丙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
【交流與表達(dá)】同學(xué)們經(jīng)討論后認(rèn)為該實驗可以優(yōu)化，去掉試管丙（填試管編號）中的實驗，也可以得出正確的結(jié)論．
【解釋與結(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：
（1）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，還有反應(yīng)物接觸面積、溫度（任寫一種）
（2）探究金屬活動性順序時，除了上述實驗中已經(jīng)用到的兩種方法外，還可以根據(jù)與氧氣反應(yīng)的劇烈程度進行判斷（任寫一種）

Answer 1

分析 【提出問題】根據(jù)其余兩種猜想推斷第三種猜想；
【設(shè)計與實驗一】根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度進行分析；
【交流與表達(dá)】根據(jù)鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)會生成致密的氧化鋁薄膜進行分析；
【設(shè)計與實驗二】（1）根據(jù)M的金屬活動性大于銅的金屬活動性進行分析；
（2）根據(jù)鋁和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋁和銅進行分析；
【交流與表達(dá)】根據(jù)甲、乙、丙三個實驗得出的金屬活動性順序進行分析；
【評價與反思】（1）根據(jù)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，還有反應(yīng)物接觸面積、溫度等進行分析；
（2）根據(jù)金屬會與酸、鹽、氧氣等物質(zhì)反應(yīng)進行分析．

解答 解：【提出問題】通過分析小敏、小強同學(xué)的猜想可知，我的猜想是M＞Al＞Cu；
【設(shè)計與實驗一】金屬越活潑，與酸反應(yīng)生成氫氣的反應(yīng)越劇烈，所以

實驗操作	M絲插入試管①中	銅絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實驗結(jié)論
剛開始的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	無氣泡	M＞Cu，M＞Al
幾分鐘后的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	有大量氣泡產(chǎn)生	Al＞M＞Cu

【交流與表達(dá)】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；
【設(shè)計與實驗二】（1）M的金屬活動性大于銅的金屬活動性，所以試管乙中觀察到的現(xiàn)象是：M表面出現(xiàn)一層紅色物質(zhì)；
（2）鋁和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋁和銅，化學(xué)方程式為：2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流與表達(dá)】甲實驗可以驗證鋁比M活潑，乙實驗可以證明M比銅活潑，所以三種金屬的活動性順序是Al＞M＞Cu，所以去掉試管丙中的實驗，也可以得出正確的結(jié)論；
【評價與反思】（1）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，還有反應(yīng)物接觸面積、溫度等；
（2）金屬會與酸、鹽、氧氣等物質(zhì)反應(yīng)，所以除了上述實驗中已經(jīng)用到的兩種方法外，還可以根據(jù)與氧氣反應(yīng)的劇烈程度進行判斷．
故答案為：【提出問題】M＞Al＞Cu；
【設(shè)計與實驗一】

實驗操作	M絲插入試管①中	銅絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實驗結(jié)論
				M＞Al
				Al＞M＞Cu

【交流與表達(dá)】鋁表面有一層氧化膜；
【設(shè)計與實驗二】（1）M表面出現(xiàn)一層紅色物質(zhì)；
（2）2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流與表達(dá)】丙；
【評價與反思】（1）反應(yīng)物接觸面積、溫度等；
（2）與氧氣反應(yīng)的劇烈程度．

點評 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)．