Question

15．同学们已经学习了有关金属的一些知识，对金属的活动性顺序也有了一定的认识．请运用所学知识参与以下探究并回答相关问题．
[实验一]将4枚洁净无锈的铁钉分别放入如图1a、b、c、d　4支试管中
上述实验中，b试管中的铁钉最易生锈．
[实验二]为了探究Fe、Cu、Al三种金属的活动性顺序，小宁同学做了如图2所示的实验．
（1）实验时观察到铝和铁表面均覆盖一层红色的物质，得出的结论是铝和铁的金属活动性比铜强；写出其中一种金属与硫酸铜溶液反应的化学方程式Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄．．
（2）小伟同学认为小宁同学设计的实验不能达到实验目的，原因是无法比较铝和铁的金属活动性，因此另设计一个实验，才能得出正确的结论．请你设计一个实验并完成下表：

操作	现象	结论
将相同状态的铁、铜、铝分别放入相同条件下的稀盐酸中	铝、铁表面有气泡产生，且与稀盐酸反应时铝比铁剧烈．铜无明显现象．	三种金属活动性由强到弱的顺序是：Al、Fe、Cu

Answer 1

分析 [实验一]钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触．酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈；
[实验二]（1）根据铁和铝能置换出硫酸铜溶液中的铜考虑；
（2）此实验只比较出铜与铁和铝的活动性强弱，不能比较铁和铝的活动性的强弱．设计实验比较铁和铝的活动性的强弱．

解答 解：【实验一】b试管中的铁钉不但与氧气和水同时接触，还与促进其生锈的氯化钠溶液接触，所以最易生锈；设计如图d实验的目的是探究铁在的干燥的空气（没有水）中是否容易生锈；根据实验可知铁生锈的条件是与氧气和水同时接触．
故答案为：b；
【实验二】（1）铁和铝能与硫酸铜溶液反应，置换出铜，我们可以观察到的现象是：铝和铁表面均覆盖一层红色的物质；这说明铝和铁的金属活动性比铜强．其中铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式是：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄．
故答案为：铝和铁的金属活动性比铜强；Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
（2）此实验是为了探究Fe、Cu、Al三种金属的活动性顺序，但上面的实验只探究出铜与铁和铝的活动性强弱，不能比较铁和铝的活动性的强弱．我们可把铁、铜、铝同时放入稀盐酸中，铜无明显现象，铝反应剧烈生成的气泡多，铁反应弱，生成的气泡少．
故答案为：无法比较铝和铁的金属活动性；
具体见下表：

操作	现象	结论
将相同状态的铁、铜、铝分别放入相同条件下的稀盐酸中	铝、铁表面有气泡产生，且与稀盐酸反应时铝比铁剧烈．铜无明显现象．

点评 对于实验过程要注意实验现象，置换反应时中学阶段很重要的一个化学反应过程．