Question

18．为验证Cu、Al、Fe三种金属的活动性顺序，有甲、乙、丙三位同学设计了如下方案：（溶液中Fe²⁺浅绿色、Cu²⁺蓝色、Al³⁺无色）
（1）甲同学将形状大小相同的三种金属分别放入盛有稀盐酸的3支试管中，观察到如图所示现象．请解释产生这种现象的合理原因是金属铝表面有一层致密的氧化膜．
（2）乙同学只用一支试管，只取一次盐酸（少量）也证明了三种金属的活动性顺序，请写出2种在盐酸中插入金属的顺序Cu、Fe、Al或Fe、Cu、Al．
（3）丙同学在FeCl₂和CuCl₂的混合溶液中，加入一定量的铝粉充分反应后，此时溶液呈浅绿色，过滤后向滤渣中加过量稀盐酸，当出现固体部分溶解且剩余固体呈红色或者溶液呈浅绿色现象，可证明Cu、Al、Fe三种金属的活动性顺序．

Answer 1

分析 在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，金属的位置越靠前，与酸反应生成氢气的速率越大，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来．

解答 解：（1）铝的活动性大于铁，但图中铝表面产生气泡的速度比铁慢，原因可能是金属铝表面有一层致密的氧化膜，阻碍了盐酸直接与铝反应；
（2）乙同学只用一支试管，取一次稀盐酸也能证明Al＞Fe＞Cu，则可以依据位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，首先将铁插入盐酸中，则铁会与盐酸反应生成氯化亚铁，然后插入铜片，根据铜片表面没有变化，说明铜的活动性比铁弱，再插入铝片，根据铝片表面有金属析出，说明铝的活动性比铁强；也可以先插入铜片，根据铜片表面没有气泡，说明铜排在氢的后面，然后插入铁片，根据铁片表面冒气泡，说明铁排在氢的前面，然后插入铝片，根据铝片表面有金属析出，说明铝的活动性比铁强，故填：Fe、Cu、Al或Cu、Fe、Al；
（3）由于金属的活动性顺序是铝＞铁＞铜，所以，向FeCl₂和CuCl₂的混合溶液中，加入一定量的铝粉充分反应．铝首先与氯化铜反应，当氯化铜反应完后，铝再与氯化亚铁反应，此时溶液呈浅绿色，说明溶液中还有FeCl₂，向滤渣中滴加稀盐酸，当出现固体部分溶解且剩余固体呈红色或者溶液呈浅绿色，说明铝粉先置换了铜后置换了铁，可证明Cu、Al、Fe三种金属的活动性顺序．
故答案为：（1）金属铝表面有一层致密的氧化膜．
（2）Cu、Fe、Al；或Fe、Cu、Al；
（3）剩余固体呈红色或者溶液呈浅绿色

点评 本题难度不大，考查金属活动性应用，掌握金属活动性应用“反应则活泼、不反应则不活泼”是正确解答此类题的关键．