Question

【题目】铁和铝是我们生活中常见的两种金属。某化学小组欲探究铁和铝的金属活动性强弱，设计如下实验方案：

（1）小组同学取来相同质量的铁、铝分别放入起始温度相同、体积也相同的10%稀盐酸中，一开始观察到的现象是铁表面有气泡，而铝无明显现象，小明于是得出与课本中相反的结论。小文同学马上提出质疑，你认为质疑的主要理由是_______。一开始铝表面现象不明显，但此时发生的化学方程式为_____。为了达到实验目的，除了以上条件相同外，你认为还要控制两种金属的__________相同。

（2）他们改正后重新实验，得出与课本相同的结论是____。请写出铁与稀盐酸反应的化学方程式_______。

（应用拓展）请再设计一个与上述不同的实验方案，也能得到以上相同的正确结论。

操作方法	实验现象
_______	_______

小组同学通过对生活中金属制品的观察和课本所学的知识，仍能得出同样的正确结论。你的解释是______。

Answer 1

【答案】铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 表面积（或颗粒大小） 铝的活动性比铁强 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 将打磨过的铝放入硫酸亚铁溶液中，观察现象（答案合理即可） 铝表面出现固体，溶液由浅绿色变为无色（答案合理即可） 铝在常温下就能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，而铁在常温下几乎不与氧气反应

【解析】

（1）铝的化学性质比较活泼，在空气中易与氧气反应生成氧化铝，所以刚开始，铝无明显现象，是因为盐酸和表面的氧化铝发生了反应，生成氯化铝和水。为了达到实验目的，需要控制变量，除了以上条件相同外，还要控制两种金属的表面积或颗粒大小相同，防止干扰实验。故答案为：铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、表面积（或颗粒大小）；

（2）观察到铝表面产生气泡的速率比铁表面产生气泡的速率快，说明铝的活动性比铁强。铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。故答案为：铝的活动性比铁强、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

[应用拓展]：在金属活动性顺序中，排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，故可设计将打磨过的铝放入硫酸亚铁溶液中，若铝表面出现固体，溶液由浅绿色慢慢变成无色，则铝能置换出硫酸亚铁中的铁，则铝的活动性比铁强。或者将打磨过的铁钉放入硫酸铝溶液中，无明显变化，则铁不能置换出硫酸铝中的铝，则铁的活动性比铝弱。生活中，金属铝在常温下就能够和空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜，但是在同样的条件下，铁几乎不与氧气反应，则能说明铝的活动性比铁强。故答案为：将打磨过的铝放入硫酸亚铁溶液中，观察现象（答案合理即可）、铝表面出现固体，溶液由浅绿色变为无色（答案合理即可）、铝在常温下就能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，而铁在常温下几乎不与氧气反应。