Question

8．某化学兴趣小组的同学要探究铝、铁、铜三种金属的活动性顺序，请你参与探究并填写空格．
【实验探究】同学们将粗细相同的、打磨过的铝丝和铁丝分别插入硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中：

操作	甲	乙	丙	根据现象得出金属活动性顺序
现象	铝丝表面附着银白色固体	铁丝表面附着红色固体	铝丝表面附着红色固体	铝＞铁＞铜

写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
【交流讨论】
（1）同学们经讨论后认为上述方案可以优化，丙（选填“甲”、“乙”或“丙”）试管的实验时多余的．
（2）洁洁认为，只用一支盛有少量稀硫酸的试管，合理安排金属丝的插入顺序（能与稀硫酸反应的要一次将稀硫酸消耗完），也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序．他设计了两种插入顺序，请你补全顺序二：
顺序一：Cu      Fe      Al；顺序二：Fe Cu Al．
洁洁按顺序一做实验时，发现铁丝放入稀硫酸中片刻后无气泡产生，几分钟后才有少量气泡产生，你认为可能的原因是Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O（用化学方程式表示）．
【拓展迁移】为了回收金属，同学们将甲、乙、丙三支试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，得到不溶物和滤液．向不溶物中加稀硫酸，若无气泡产生，则不溶物中一定含有铜．
若有气泡产生则不溶物中一定含有铜、铁，可能含有铝．

Answer 1

分析 铝比铁活泼，铁比铜活泼，铝能和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜；
铁锈主要成分是氧化铁，能和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，铁能和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铝能和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气．

解答 解：【实验探究】
实验过程如下表所示：

操作	甲	乙	丙	根据现象得出金属活动性顺序
现象	铝丝表面附着银白色固体	铁丝表面附着红色固体	铝丝表面附着红色固体	铝＞铁＞铜

铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜，反应的化学方程式为：2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
故填：2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
【交流讨论】
（1）同学们经讨论后认为上述方案可以优化，丙试管的实验时多余的，这是因为通过甲、乙试管中的实验现象可以判断三种金属活动性顺序．
故填：丙．
（2）顺序一：Cu      Fe      Al，加入铜时无明显现象，加入铁时，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，说明铁比铜活泼，加入铝时，铝表面附着一层固体，说明铝比铁活泼；
顺序二：Fe  Cu  Al，加入铁时，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入铜时无明显现象，说明铁比铜活泼，加入铝时，铝表面附着一层固体，说明铝比铁活泼；
按顺序一做实验时，发现铁丝放入稀硫酸中片刻后无气泡产生，几分钟后才有少量气泡产生，可能的原因是铁表面有铁锈，铁锈中的氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe  Cu  Al；Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展迁移】
向不溶物中加稀硫酸，若无气泡产生，则不溶物中一定含有铜，这是因为铜不能和稀硫酸反应；
若有气泡产生则不溶物中一定含有铜、铁，可能含有铝，这是因为铝比铁活泼，溶液中的亚铁离子能被铝还原出来，因此稀硫酸反应生成气体的物质中一定含有铁，可能含有铝．
故填：铜；铜、铁；铝．

点评 要会利用金属活动顺序表分析实验，氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应，但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来．