Question

12．同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案．请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题．
（1）【填表】

实验步骤	观察到的现象
①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用．
②在①所得的溶液中，插入铜丝，充分作用．	无明显现象
③在②所得的溶液中插入铝丝，充分作用．	铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色

【结论】：金属活动性Al＞Fe＞Cu
（2）将铝丝插入前应进行的操作是用砂纸打磨；
（3）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论．小华要补充的实验是把铜丝插入稀盐酸中；
（4）小强同学认为要得到Al＞Fe＞H＞Cu的结论，不必做补充实验，只需将小明同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是Cu、Fe、Al．
（5）【归纳】比较金属活动性强弱的方法有①利用金属和酸的反应判断金属活动性②利用金属和盐溶液的反应判断金属活动性．

Answer 1

分析 （1）根据金属活动性顺序表可知三种金属的活动性铝＞铁＞氢＞铜，其中铁和盐酸反应得到浅绿色氯化亚铁溶液和氢气；所得溶液为氯化亚铁溶液，根据铜不能氯化亚铁反应，铝能置换出氯化亚铁中的铁并生成无色的氯化铝溶液，进行分析解答即可．
（2）根据金属的化学性质：铝的表面易生成致密的氧化铝保护膜，进行分析解答．
（3）由上述实验已经得出：Al＞Fe＞H，Fe＞Cu，没有比较铜与氢的关系，据此进行分析解答．
（4）根据三种金属的活动性顺序是Al＞Fe＞H＞Cu，先证明铜的金属活动性比氢弱，再证明铁的金属活动性比氢强，铝的活动性比铁强，据此进行分析解答．
（5）由金属活动性顺序的应用进行分析解答．

解答 解：（1））①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用，铁和盐酸反应得到浅绿色氯化亚铁溶液和氢气，现象是产生气泡，溶液变浅绿色，说明了金属活动性铁＞H；
②在①所得的溶液中，插入铜丝，充分作用，铜不能氯化亚铁溶液反应，故将铜丝插入氯化亚铁溶液中，无明显现象，说明了金属活动性铁＞铜；
③故本实验应获得Al＞Fe的结论，应在②所得的溶液中插入铝丝，铝的活动性比铁强，能置换出氯化亚铁中的铁生成无色的氯化铝溶液和铁，故将铝丝插入氯化亚铁溶液中，铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色．
（2）铝表面有一层致密的保护膜，将铝丝插入前需先用砂纸打磨，除去铝丝表面的氧化铝．
（3）由上述实验已经得出：Al＞Fe＞H，Fe＞Cu，没有比较铜与氢的关系，所以补充铜丝与盐酸的反应即可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论，故小华要补充的实验是把铜丝插入稀盐酸中．
（4）先将铜丝插入稀盐酸中，观察不发生反应，说明活动性H＞Cu；再将Fe插入稀盐酸中中，有气泡生成，说明Fe＞H；再将Al丝插入反应后的FeCl₂溶液中，Al把Fe置换出来，说明Al＞Fe，所以调整后插入金属的顺序Cu、Fe、Al．
（5）由本实验分析可知，比较不同金属的活动性顺序可以利用金属和酸的反应判断金属活动性，或利用金属和盐溶液的反应判断金属活动性（合理即可）．
故答案为：（1）②铜丝；③铝丝；铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色；
（2）用砂纸打磨；
（3）把铜丝插入稀盐酸中；
（4）Cu、Fe、Al；
（5）①利用金属和酸的反应判断金属活动性；②利用金属和盐溶液的反应判断金属活动性．

点评 本题难度不是很大，通过实验探究来判断金属的活动性强弱，实验设计时灵活运用“反应则活泼、不反应则不活泼”是正确解答此类题的关键．