Question

某化學學習小組為比較鎂和鋁的金屬活動性強弱設計了如下實驗方案．
【實驗準備】
（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量分數的硫酸反應，觀察到鎂比鋁反應更劇烈，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，你認為該裝置是否漏氣

 

．
（2）依次進行鎂鋁與硫酸反應，寫出鋁與稀硫酸反應化學方程式

 

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

 

．
【方案三】請設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弱

 

．
注意：若設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	預計實驗現(xiàn)象	預計結果

Answer 1

考點：金屬活動性的探究,濃硫酸的性質及濃硫酸的稀釋,一定溶質質量分數的溶液的配制,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

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

解答：解：【實驗準備】（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，所以，與硫酸反應時鎂比鋁反應更劇烈；
【方案二】（1）如果裝置不漏氣，針筒的活塞被拉出一段后，針筒內壓強變小，在大氣壓的作用下，活塞一段時間后又回到原來的位置；
（2）鋁與硫酸反應生成了硫酸鋁和氫氣，反應的化學方程式是：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；要比較兩種金屬活動性強弱，可以測定兩種金屬與硫酸反應得到相同體積氫氣所需要的時間；還可測定相同時間內產生的氣體體積；
【方案三】由于鎂、鋁的活潑性不同，在空中與氧氣的反應不同．所以，比較鎂和鋁的金屬活動性強弱，設計實驗是：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；
【方案二】不漏氣；2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；相同時間內產生的氣體體積．
【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，要求學生具有分析和解決問題的能力．