Question

7．同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取一次盐酸的探究方案．请你和他们一起完善探究方案并回答有关问题．
（1）填表．

实验步骤	观察到的现象
①在试管中加入少量盐酸，插入铁丝，充分作用
②在①所得的溶液中插入铜丝，充分作用    无明显现象	无明显现象
③在②所得的溶液中插入铝丝，充分作用

结论：金属活动性Al＞Fe＞Cu．
（2）将铝丝插入前应进行的操作是用砂纸打磨．
（3）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出活动性Al＞Fe  H＞Cu的结论．小华要补充的实验是把铜丝插入稀盐酸中．
（4）小强同学认为要得到活动性Al＞Fe＞H＞Cu的结论，不必做补充实验，只需将小刚同学的方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是Cu、Fe、Al．

Answer 1

分析 （1）根据金属活动性顺序表可知三种金属的活动性铝＞铁＞氢＞铜，其中铁和盐酸反应得到浅绿色氯化亚铁溶液和氢气；所得溶液为氯化亚铁溶液，根据铜不能氯化亚铁反应，铝能置换出氯化亚铁中的铁并生成无色的氯化铝溶液，进行分析解答即可．
（2）根据金属的化学性质：铝的表面易生成致密的氧化铝保护膜，进行分析解答．
（3）由上述实验已经得出：Al＞Fe＞H，Fe＞Cu，没有比较铜与氢的关系，据此进行分析解答．
（4）根据三种金属的活动性顺序是Al＞Fe＞H＞Cu，先证明铜的金属活动性比氢弱，再证明铁的金属活动性比氢强，铝的活动性比铁强，据此进行分析解答．

解答 解：（1）①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用，铁和盐酸反应得到浅绿色氯化亚铁溶液和氢气，现象是产生气泡，溶液变浅绿色，说明了金属活动性铁＞H；
②在①所得的溶液中，插入铜丝，充分作用，铜不能氯化亚铁溶液反应，故将铜丝插入氯化亚铁溶液中，无明显现象，说明了金属活动性铁＞铜；
③故本实验应获得Al＞Fe的结论，应在②所得的溶液中插入铝丝，铝的活动性比铁强，能置换出氯化亚铁中的铁生成无色的氯化铝溶液和铁，故将铝丝插入氯化亚铁溶液中，铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色．
（2）铝表面有一层致密的保护膜，将铝丝插入前需先用砂纸打磨，除去铝丝表面的氧化铝．
（3）由上述实验已经得出：Al＞Fe＞H，Fe＞Cu，没有比较铜与氢的关系，所以补充铜丝与盐酸的反应即可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论，故小华要补充的实验是把铜丝插入稀盐酸中．
（4）先将铜丝插入稀盐酸中，观察不发生反应，说明活动性H＞Cu；再将Fe插入稀盐酸中中，有气泡生成，说明Fe＞H；再将Al丝插入反应后的FeCl₂溶液中，Al把Fe置换出来，说明Al＞Fe，所以调整后插入金属的顺序Cu、Fe、Al．
故答案为：（1）

实验步骤	观察到的现象
①在试管中加入少量盐酸，插入铁丝，充分作用	产生气泡，溶液变浅绿色
②在①所得的溶液中插入 铜丝，充分作用 无明显现象	无明显现象
③在②所得的溶液中插入 铝丝，充分作用	铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色

（2）用砂纸打磨；（3）把铜丝插入稀盐酸中；（4）Cu、Fe、Al．

点评 本题难度不是很大，通过实验探究来判断金属的活动性强弱，实验设计时灵活运用“反应则活泼、不反应则不活泼”是正确解答此类题的关键．