题目内容


为研究锌和铝的金属活动性,某研究小组进行了如下探究。

(1)小明设计的实验方案:向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式:__________________________。

(2)小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中,发现前者反应比后者快,原因是____________。

(3)小芳在(2)实验中,还观察到都有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。

【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么?

【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色;AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇。

【提出合理假设】假设a:该灰黑色沉淀可能含有________;

假设b:该灰黑色沉淀可能含有AlCl3;

假设c:该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。

【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。

实验

编号

实验操作

实验现象

①

加入适量稀硫酸

有微量气泡,固体全部溶解,得到澄清溶液

②

加入适量蒸馏水

固体部分溶解

③

加入适量无水乙醇

固体部分溶解

【得出结论】由实验①可判断假设c________(填“成立”或“不成立”),再结合实验②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是__________________。

(4)你认为(1)中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱?________(填“能”或“不能”),分别从设计方法和操作可行性的角度,具体说明理由: ______________。


解析:(1)锌(Zn)与盐酸(HCl)发生置换反应生成氯化锌(ZnCl2)和氢气(H2);(2)在铝的表面易形成一层氧化膜对铝有保护作用;(3)由资料知:铝在颗粒较小时为灰黑色,假设a有两种情况:①铝(未反应完的),②铝和氯化铝;在实验①中加适量稀硫酸固体全部溶解,即灰黑色沉淀中不可能含有难溶于酸的物质存在;由文献资料知:AlCl3易溶于水和乙醇而铝不溶于水和乙醇,知其成分为铝和氯化铝;(4)小明的实验方案中可变因素太多,他未控制金属的纯度、盐酸的浓度等相关变量相同,且从操作中也难以做到铝片和锌粒的表面积相同,故无法比较锌和铝的金属活动性强弱。

答案:(1)Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑

(2)未去膜的铝片表面有氧化铝(氧化膜),氧化铝先与盐酸反应

(3)铝(或“铝和氯化铝”) 不成立 铝和氯化铝

(4)不能 小明的实验方案中未控制金属的纯度、盐酸的浓度等相关变量相同;操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同


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