Question

同學們一起探究鋁、鐵、銅三種金屬的活動性，小剛同學設計了用銅絲、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問題．
（1）填表

實驗步驟	觀察到的現象
①在試管中取少量鹽酸，插入鐵絲，充分作用．	_________
②在①所得的溶液中，插入______，充分作用．	無明顯現象
③在②所得的溶液中，插入______，充分作用．	_________

（2）將鋁絲插入前應進行的操作是______；
（3）小華同學認為在小剛設計的方案中，只要補充一個實驗，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的結論．小華要補充的實驗是______；
（4）分析反應①和②，可以得到：鋁、鐵、銅三種金屬的活動性由強到弱的順序是______．
（5）實驗總結：要探究鋁、鐵、銅三種金屬的活動性強弱，方案有兩種，其一取其中兩種金屬和一種金屬的鹽溶液進行反應，則這種鹽溶液可以是______溶液；其二取其中兩種金屬的鹽溶液和一種金屬進行反應，則這種金屬是______．

Answer 1

解：（1）鐵和鹽酸反應得到淺綠色硫酸亞鐵和氫氣，銅不能硫酸亞鐵反應，鋁能置換出硫酸亞鐵中的鐵并生成無色的氯化鋁溶液，所以答案為：

實驗步驟	觀察到的現象
①在試管中取少量鹽酸，插入鐵絲，充分作用．	有氣泡放出，溶液變淺綠色
②在①所得的溶液中，插入銅絲，充分作用．	無明顯現象
③在②所得的溶液中，插入鋁絲，充分作用．	鋁表面有黑色固體析出，溶液變無色

（2）鋁的表面易生成致密的氧化鋁保護膜，影響反應的進行和反應速度，使用前應把保護膜除去，故答案為：用砂紙將鋁表面的氧化物打磨掉．
（3）小剛同學設計的實驗能得出鋁＞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．答案為：銅絲插入到稀鹽酸中；
（4）鋁能置換出硫酸亞鐵中的鐵而銅不能，所以其金屬活動性為：鋁、鐵、銅；
（5）取其中兩種金屬和一種金屬的鹽溶液進行反應，則這種鹽溶液中的金屬元素的活動性應是介于三種金屬的中間，取其中兩種金屬的鹽溶液和一種金屬進行反應，則這種金屬的活動性也要介于二者之間，故答案為：FeSO₄；Fe（合理給分）
分析：根據金屬活動性順序表可知三種金屬的活動性鋁＞鐵＞氫＞銅，其中鐵和鹽酸反應得到淺綠色硫酸亞鐵和氫氣，銅不能硫酸亞鐵反應，鋁能置換出硫酸亞鐵中的鐵并生成無色的氯化鋁溶液．鋁的表面易生成致密的氧化鋁保護膜，鋁絲插入溶液前應砂紙打磨．小剛同學設計的實驗能得出鋁＞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，應當選用簡便易行，現象明顯的方案．
點評：利用金屬活動性順序進行實驗方案設計，去驗證金屬的還原性強弱，設計的實驗要符合題目要求，盡量要操作簡便，現象明顯，容易得出結論．