Question

13．M是生活中常见的金属，MSO₄溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动．
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？
【查阅资料】氧化铜、氧化铝等金属氧化物能和酸反应，生成相应的金属化合物和水．
【猜想与假设】小敏的猜想是Al＞Cu＞M；
小强的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是M＞Al＞Cu．
【设计与实验一】小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为①、②、③的3支试管，进行如表的实验（试管中均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸）；

实验操作	M丝插入试管①中	铜丝插入试管②中	铝丝插入试管③中	实验结论
刚开始的现象	有少量气泡产生	无气泡	无气泡	M＞Cu，M＞Al； Al＞M＞Cu
几分钟后的现象	有少量气泡产生	无气泡	有大量气泡产生

【交流与表达】通过分析，同学们认为试管③中铝丝开始时无气泡，后来产生大量气泡的原因是铝表面有一层氧化膜．
【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取粗细相同，打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验：
（1）试管乙中观察到的现象是M表面出现一层红色物质．
（2）试管丙中反应的化学方程式为2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管丙（填试管编号）中的实验，也可以得出正确的结论．
【评价与反思】影响金属与酸反应速率快慢的因素，除了相互反应的金属和酸的性质外，还有金属活动性有关（任写一种），设计一个该影响因素有关的验证实验．取两份相同浓度、相同体积的稀硫酸，在相同温度下，加入相同的片状的锌和铝，比较收集相同体积的氢气所需的时间．

Answer 1

分析 【提出问题】根据其余两种猜想推断第三种猜想；
【设计与实验一】根据金属与酸反应的剧烈程度进行分析；
【交流与表达】根据铝和空气中的氧气反应会生成致密的氧化铝薄膜进行分析；
【设计与实验二】（1）根据M的金属活动性大于铜的金属活动性进行分析；
（2）根据铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜进行分析；
【交流与表达】根据甲、乙、丙三个实验得出的金属活动性顺序进行分析；
【评价与反思】根据金属会与酸、盐、氧气等物质反应进行分析．

解答 解：【提出问题】通过分析小敏、小强同学的猜想可知，我的猜想是M＞Al＞Cu；
【设计与实验一】金属越活泼，与酸反应生成氢气的反应越剧烈，所以

实验操作	M丝插入试管①中	铜丝插入试管②中	铝丝插入试管③中	实验结论
刚开始的现象	有少量气泡产生	无气泡	无气泡	M＞Cu，M＞Al
几分钟后的现象	有少量气泡产生	无气泡	有大量气泡产生	Al＞M＞Cu

【交流与表达】铝和空气中的氧气反应会生成致密的氧化铝薄膜，所以实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因是：铝表面有一层氧化膜；
【设计与实验二】（1）M的金属活动性大于铜的金属活动性，所以试管乙中观察到的现象是：M表面出现一层红色物质；
（2）铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，化学方程式为：2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流与表达】金属活动性影响金属与酸反应快慢；
取两份相同浓度、相同体积的稀硫酸，在相同温度下，加入相同的片状的锌和铝，比较收集相同体积的氢气所需的时间．
【评价与反思】金属会与酸、盐、氧气等物质反应，所以除了上述实验中已经用到的两种方法外，还可以根据与氧气反应的剧烈程度进行判断．
故答案为：【提出问题】M＞Al＞Cu；
【设计与实验一】

实验操作	M丝插入试管①中	铜丝插入试管②中	铝丝插入试管③中	实验结论
				M＞Al
				Al＞M＞Cu

【交流与表达】铝表面有一层氧化膜；
【设计与实验二】（1）M表面出现一层红色物质；
（2）2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流与表达】丙；
【评价与反思】金属活动性有关，取两份相同浓度、相同体积的稀硫酸，在相同温度下，加入相同的片状的锌和铝，比较收集相同体积的氢气所需的时间．

点评 验证三种金属活动性强弱关系时，通常采取“三取中”即：取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应．