Question

20、小彬同学家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的．他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动．
【查阅资料】铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜．铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（ CrSO₄）溶液…
铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液…
【预  测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
①Cr  Al  Cu        ②Al  Cr  Cu    ③Al  Cu  Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮．

	实验一	实验二	实验三
实验 方案
实验 现象	铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色．	无现象	铝片表面产生气泡较快．
结论	铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢．	铜不与稀硫酸反应	铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快
	三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是 Al、Cr、Cu（或“②”）

【回答问题】（1）用砂纸打磨金属片的目的是

除去金属表面氧化物（或污物）

．
（2）实验一所发生反应的化学方程式是

Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑

．
（3）小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是

无法比较铬和铝的金属活动性强弱

．
（4）小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是

A1、CrSO₄溶液、Cu

．
【归  纳】比较金属活动性强弱的方法有：①

金属与酸发生置换反应

  ②

金属与盐发生置换反应

．

Answer 1

分析：【实验过程】根据金属与酸或盐的反应规律，利用Al、Cr、Cu三种金属及其化合物间可发生的反应，推断Al、Cr、Cu三种金属活动性由强至弱的顺序．
【回答问题】（1）根据金属的性质，分析实验前进行打磨的目的；
（2）根据实验一的现象及探究结果，判断实验中所发生的反应，用化学方程式表示反应；
（3）根据验证三种金属活动性的方案设计思路，分析实验方案不可行的原因；
（4）根据所探究的三种金属的活动性，可以借助“三选中”的设计思路，另行设计检验三种金属活动性的方案，写出所需要的药品；
【归 纳】总结比较金属活动性的实验方案．

解答：解：【实验过程】实验现象：铜在金属活动性位于氢之后，不能与稀硫酸发生反应，因而实验二无现象；
结论：根据铝与稀硫酸发生反应的实验现象：铝片表面产生气泡较快，参照铬与稀硫酸反应的现象与结论，可得出结论：铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快；根据铝、铬与稀硫酸反应放出氢气的速率，可知铝的活动性比铬强，因此三种金属的活动性顺序为Al、Cr、Cu（或“②”）；
【回答问题】（1）由于金属在保存时可能与空气中氧气发生氧化，使表面形成氧化层，影响实验，因此要使用砂纸进行打磨；
（2）铬能与稀硫酸发生反应，生成硫酸亚铬（ CrSO₄）同时放出氢气，反应的化学方程式为Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑；
（3）若使用硫酸铜溶液代替稀硫酸，由于铬、铝都能置换出铜而无法检验铬与铝的活动性强弱，因此不宜使用硫酸铜溶液代替稀硫酸；
（4）根据三种金属的活动性顺序Al、Cr、Cu，据“三选中”的设计思路，可选取金属铝、铜分别放入硫酸亚铬溶液中或把金属铬分别放入硫酸铝、硫酸铜溶液中进行三种金属活动性的检验；
【归 纳】利用金属与酸发生置换反应或金属与盐反应置换反应都可以检验金属的活动性；
故答案为：
【实验过程】实验现象：无现象；
结论：铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快；Al、Cr、Cu（或“②”）；
【回答问题】（1）除去金属表面氧化物（或污物）；
（2）Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑；
（3）无法比较铬和铝的金属活动性强弱；
（4）A1、CrSO₄溶液、Cu；
【归 纳】金属与酸发生置换反应；金属与盐发生置换反应．

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．