Question

16．同學(xué)們一起探究鋁、銅、鐵三種金屬的活動性，小剛同學(xué)設(shè)計了如下的實驗，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．

實驗步驟	觀察到的現(xiàn)象
①在試管中取少量硫酸銅溶液，插入鋁片，充分作用	鋁片表面有紅色物質(zhì)生成，溶液藍色變淺
②另一只試管中取氯化亞鐵溶液插入銅片，充分作用	無明顯現(xiàn)象
③在②所得的溶液中，插入鋁片，充分作用	鋁片表面有黑色物質(zhì)生成，溶液綠色變淺
結(jié)論：金屬活動性 Al＞Fe＞Cu

（2）將鋁片插入前應(yīng)用砂紙先打磨其原因是4Al+3O₂=2Al₂O₃（用化學(xué)方程式表示）
（3）小華同學(xué)認為小剛設(shè)計的方案有點復(fù)雜，他提出只用一種試劑就可推出三種金屬的話動性，該試劑有可能是氯化亞鐵溶液
（4）請寫出上述實驗中一個化學(xué)反應(yīng)方程式2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu或者2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe，并指出反應(yīng)類型置換反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）首先按照小剛的設(shè)計思路進行實驗的完善，此時不要考慮這個實驗方案是否是最簡化或者是否科學(xué)；
（2）金屬固體在使用前要注意打磨，除去表面的銹或者其他影響反應(yīng)的附著物（漆等）；
（3）三種金屬活動性對比一般可以采取三取中（三種金屬比較活動性順序時一般藥品原則叫三取中（即按照活動性排序后，中間的藥品和兩頭的藥品的狀態(tài)不同，中間取溶液則兩側(cè)取單質(zhì)固體，中間取單質(zhì)固體則兩側(cè)取溶液）．
（4）金屬活動探究中涉及的化學(xué)方程式一般都是置換反應(yīng)，為單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成單質(zhì)和化合物．

解答 解：（1）填表．小剛的思路是兩種溶液、兩種固體進行實驗的，對應(yīng)的實驗操作和實驗現(xiàn)象如下表：

實驗步驟	觀察到的現(xiàn)象
①在試管中取少量硫酸銅溶液，插入鋁片，充分作用	鋁片表面有紅色物質(zhì)生成，溶液藍色變淺
②另一只試管中取氯化亞鐵溶液插入 銅片，充分作用	無明顯現(xiàn)象
③在②所得的溶液中，插入 鋁片，充分作用	鋁片表面有黑色物質(zhì)生成，溶液綠色變淺
結(jié)論：金屬活動性 Al＞Fe＞Cu

（2）金屬在使用前一般要進行打磨，除去表面的銹或者其他附著物，但是鋁片最明顯的性質(zhì)就是很容易和空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，阻止了鋁片和氧氣的接觸，防止進一步氧化，對應(yīng)的變化的化學(xué)方程式為：4Al+3O₂=2Al₂O₃．
（3）三種金屬比較金屬活動性順序時，一般原則或者做法是三取中，（三種金屬比較活動性順序時一般藥品原則叫三取中（即按照活動性排序后，中間的藥品和兩頭的藥品的狀態(tài)不同，中間取溶液則兩側(cè)取單質(zhì)固體，中間取單質(zhì)固體則兩側(cè)取溶液）．當只選一種試劑時，在現(xiàn)有小剛選用的試劑中，那就是氯化亞鐵溶液，如果超越本題回答可以是可溶性亞鐵鹽，如硝酸亞鐵、硫酸亞鐵等溶液．
（4）上述反應(yīng)分別為鋁和硫酸銅的反應(yīng)和鋁與氯化亞鐵的反應(yīng)，都是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成單質(zhì)和化合物，為置換反應(yīng)．對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu或者2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe．
故答案為：同學(xué)們一起探究鋁、銅、鐵三種金屬的活動性，小剛同學(xué)設(shè)計了如下的實驗，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）

實驗步驟	觀察到的現(xiàn)象
	鋁片表面有紅色物質(zhì)生成，溶液藍色變淺
銅片
鋁片	鋁片表面有黑色物質(zhì)生成，溶液綠色變淺
結(jié)論：金屬活動性 Al＞Fe＞Cu

（2）4Al+3O₂=2Al₂O₃；
（3）氯化亞鐵溶液（其他可溶性亞鐵鹽溶液也可以）；
（4）2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu或者2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe； 置換反應(yīng)．

點評 金屬活動性探究重在控制變量，一般除金屬本身差異外，其余要保持基本一致．