Question

4．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铝表面有一层致密的氧化铝．一开始铝表面现象不明显，但此时发生的化学方程式为Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．为了达到实验目的，除了以上条件相同外，你认为还要控制2种金属的面积或颗粒大小相同．
（2）他们改正后重新实验，得出与课本相同的结论是铝的活动性比铁强．请写出铁与稀盐酸反应的化学方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
【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．你的解释是铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，而铁在常温下与氧气几乎不反应．

Answer 1

分析 （1）根据铝易被氧气氧化、化学方程式的书写以及控制变量法来分析；
（2）根据金属的活动性以及化学方程式的书写方法来分析；
结合金属活动性顺序以及金属与盐溶液的反应来分析．

解答 解：（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，氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，所以开始没有气泡产生，为了达到实验目的，除了以上条件相同外，还要控制2中金属的表面积或颗粒大小相同；故填：铝表面有一层致密的氧化铝；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；故填：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或将打磨过的铁钉放入硫酸铝溶液中，无明显变化，均能说明铝比铁活泼．
故答案为：

操作方法	实验现象
将打磨过的铝放入硫酸亚铁溶液中，观察现象 或打磨过的铁钉放入硫酸铝溶液中，观察现象	铝表面出现固体，溶液由浅绿色慢慢变成无色 或无明显变化

生活中我们会看到铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，而铁在常温下与氧气几乎不反应，也能说明铝比铁活泼．故填：铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，而铁在常温下与氧气几乎不反应．

点评 解答本题要掌握化学方程式的书写方法和金属活动性顺序等方面的知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断．