Question

【题目】某化学兴趣小组同学以“比较铝和锌的金属活动性强弱”为课题进行探究,下面是小华同学和小明同学探究的主要过程:

（提出问题）铝和锌两种金属,哪一种金属活动性更强?

（实验原理）小华同学利用常温下两种金属与酸反应,测定收集等体积氢气所需的时间,判断金属活动性强弱;小明同学利用金属与盐溶液的反应比较金属活动性强弱。

（进行实验）

实验一:上图是小华的实验装置图,实验中B处宜采用的气体收集方法是________。

实验编号	实验1	实验2
金属	1g表面未氧化的锌粒	1g表面打磨过的铝片
酸溶液	10mL10%的稀盐酸溶液	10mL10%的稀硫酸溶液
收集20mL氢气所需的时间	42s	64s
实验结论	根据实验现象，得出Zn____Al(填“＞” “＜”或“=”

实验二:小明的实验方案

实验步骤	实验现象	实验结论
将表面打磨过的铝片插入硫酸锌溶液中	______	金属活动性：Al＞Zn

（分析与评价）

①写出铝与硫酸锌溶液反应的化学方程式_____________；

②两位同学的实验结论刚好相反,你判断______同学实验结论错误,理由是__________。

（实验延伸）为了研究金属与酸反应的其他影响因素,小明用纯锌和纯度为90%的粗锌在相同条件下反应,发现粗锌反应速率更快。

（查阅资料）粗锌中含有铜等与酸不反应的杂质

（猜想与假设）造成粗锌反应速率更快的原因可能是___________。

（设计实验）请设计合理的实验方案验证你的猜想。

实验步骤	实验可能的现象及结论
__________	___________

Answer 1

【答案】排水法 ＞ 铝表面附着一层银白色固体 2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn 小华 铝比锌活泼，之所以收集相同体积气体锌需要时间短，是因为锌粒和稀盐酸的接触面积比铝片和稀盐酸的接触面积大 铜等与酸不反应的杂质能够促进锌和酸的反应 取相等质量、相同体积的锌粒和锌纯度为90%的锌、铜合金，分别于两支试管中，分别同时加入质量分数、体积都相同的稀盐酸 盛有锌粒试管中产生气泡速率较慢，盛有锌纯度为90%的锌、铜合金试管中产生气泡速率较快，说明铜等与酸不反应的杂质能够促进锌和酸的反应

【解析】

[进行实验]
实验一：如图是小华的实验装置图，实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法，这是因为利用排水法收集气体时，容易及时判断气体是否收集满。
故填：排水法。
相同条件下，利用锌收集相同体积气体需要时间短，说明锌比铝活泼，实验过程如下所示：

实验编号	实验1	实验2
金属	1g表面未氧化的锌粒	1g表面打磨过的铝片
酸溶液	10mL10%的稀盐酸溶液	10mL10%的稀盐酸溶液
收集20mL氢气所需的时间	42s	64s
实验结论	根据实验现象，得出Zn＞Al

实验二：将表面打磨过的铝片 插入硫酸锌溶液中，铝表面附着一层银白色固体，说明铝比锌活泼，实验过程如下所示：

实验步骤	实验现象	实验结论
将表面打磨过的铝片 插入硫酸锌溶液中	铝表面附着一层银白色固体	金属活动性： Al＞Zn

[分析与评价]
①铝与硫酸锌溶液反应生成硫酸铝和锌，反应的化学方程式为：2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn。
故填：2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn。
②两位同学的实验结论刚好相反，小华同学实验结论错误，理由是铝比锌活泼，之所以收集相同体积气体锌需要时间短，是因为锌粒和稀盐酸的接触面积比铝片和稀盐酸的接触面积大。

故填：小华；铝比锌活泼，之所以收集相同体积气体锌需要时间短，是因为锌粒和稀盐酸的接触面积比铝片和稀盐酸的接触面积大。
[猜想与假设]
造成粗锌反应速率更快的原因可能是铜等与酸不反应的杂质能够促进锌和酸的反应。
故填：铜等与酸不反应的杂质能够促进锌和酸的反应。
[设计实验]
实验方案如下所示：

实验步骤	实验可能的现象及结论
取相等质量、相同体积的锌粒和锌纯度为90%的锌、铜合金，分别于两支试管中，分别同时加入质量分数、体积都相同的稀盐酸	盛有锌粒试管中产生气泡速率较慢，盛有锌纯度为90%的锌、铜合金试管中产生气泡速率较快，说明铜等与酸不反应的杂质能够促进锌和酸的反应