Question

16．同学们一起探究铝、铜、铁三种金属的活动性，小刚同学设计了如下的实验，请你和他们一起完善下表的探究方案，并回答有关问题：
（1）填表．

实验步骤	观察到的现象
①在试管中取少量硫酸铜溶液，插入铝片，充分作用	铝片表面有红色物质生成，溶液蓝色变浅
②另一只试管中取氯化亚铁溶液插入铜片，充分作用	无明显现象
③在②所得的溶液中，插入铝片，充分作用	铝片表面有黑色物质生成，溶液绿色变浅
结论：金属活动性 Al＞Fe＞Cu

（2）将铝片插入前应用砂纸先打磨其原因是4Al+3O₂=2Al₂O₃（用化学方程式表示）
（3）小华同学认为小刚设计的方案有点复杂，他提出只用一种试剂就可推出三种金属的话动性，该试剂有可能是氯化亚铁溶液
（4）请写出上述实验中一个化学反应方程式2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu或者2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe，并指出反应类型置换反应．

Answer 1

分析 （1）首先按照小刚的设计思路进行实验的完善，此时不要考虑这个实验方案是否是最简化或者是否科学；
（2）金属固体在使用前要注意打磨，除去表面的锈或者其他影响反应的附着物（漆等）；
（3）三种金属活动性对比一般可以采取三取中（三种金属比较活动性顺序时一般药品原则叫三取中（即按照活动性排序后，中间的药品和两头的药品的状态不同，中间取溶液则两侧取单质固体，中间取单质固体则两侧取溶液）．
（4）金属活动探究中涉及的化学方程式一般都是置换反应，为单质和化合物反应生成单质和化合物．

解答 解：（1）填表．小刚的思路是两种溶液、两种固体进行实验的，对应的实验操作和实验现象如下表：

实验步骤	观察到的现象
①在试管中取少量硫酸铜溶液，插入铝片，充分作用	铝片表面有红色物质生成，溶液蓝色变浅
②另一只试管中取氯化亚铁溶液插入 铜片，充分作用	无明显现象
③在②所得的溶液中，插入 铝片，充分作用	铝片表面有黑色物质生成，溶液绿色变浅
结论：金属活动性 Al＞Fe＞Cu

（2）金属在使用前一般要进行打磨，除去表面的锈或者其他附着物，但是铝片最明显的性质就是很容易和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止了铝片和氧气的接触，防止进一步氧化，对应的变化的化学方程式为：4Al+3O₂=2Al₂O₃．
（3）三种金属比较金属活动性顺序时，一般原则或者做法是三取中，（三种金属比较活动性顺序时一般药品原则叫三取中（即按照活动性排序后，中间的药品和两头的药品的状态不同，中间取溶液则两侧取单质固体，中间取单质固体则两侧取溶液）．当只选一种试剂时，在现有小刚选用的试剂中，那就是氯化亚铁溶液，如果超越本题回答可以是可溶性亚铁盐，如硝酸亚铁、硫酸亚铁等溶液．
（4）上述反应分别为铝和硫酸铜的反应和铝与氯化亚铁的反应，都是单质和化合物反应生成单质和化合物，为置换反应．对应的化学反应方程式为 2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu或者2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe．
故答案为：同学们一起探究铝、铜、铁三种金属的活动性，小刚同学设计了如下的实验，请你和他们一起完善下表的探究方案，并回答有关问题：
（1）

实验步骤	观察到的现象
	铝片表面有红色物质生成，溶液蓝色变浅
铜片
铝片	铝片表面有黑色物质生成，溶液绿色变浅
结论：金属活动性 Al＞Fe＞Cu

（2）4Al+3O₂=2Al₂O₃；
（3）氯化亚铁溶液（其他可溶性亚铁盐溶液也可以）；
（4）2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu或者2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe； 置换反应．

点评 金属活动性探究重在控制变量，一般除金属本身差异外，其余要保持基本一致．