Question

某兴趣小组的同学在探究金属活动性顺序时，决定把铝片放入硫酸铜的水溶液中进行实验，以验证铝和铜的活动性顺序．小组的同学进行了分工，甲同学取一定量的无水硫酸铜粉末加到一定量的蒸馏水中溶解，发现溶液变浑浊，加水稀释仍然浑浊．
（1）你认为是什么原因造成的

硫酸铜水解生成氢氧化铜沉淀

，写出反应的化学方程式

CuSO₄+2H₂O=Cu（OH）₂↓+H₂SO₄

．
（2）请你给出配制此溶液的建议

取硫酸铜粉末加入少量硫酸再加适量蒸馏水稀释

．
（3）经过小组讨论后，终于配制成澄清溶液．甲同学截取一段铝片放入盛有该硫酸铜溶液的试管中，观察，一开始无明显现象，一段时间后铝片表面先变

暗

，随后溶液颜色变浅并在铝片表面沉积一层疏松的红色物质．
（4）乙同学认为将铝片放入前应

先用砂纸打磨光亮

，并重做此实验，除发现跟甲同学一样的现象外，还看到有气泡产生，于是激发了他们的探究欲望．
[提出问题]该气体是什么呢？
[猜想]①甲同学认为可能是氢气   ②乙同学认为可能是二氧化硫．
[查资料]铜盐溶液中，溶液的pH决定溶液中Cu²⁺浓度大小，通过查资料得到如下数据（Cu²⁺浓度小于1.0×10^-5molL^-1时忽略不计）：

Cu2+/molL-1	0.1	0.01	0.001	0.0001	0.00001
溶液pH	4.7	5.2	5.7	6.2	6.7

[方案设计]同学们设计方案逐一加以验证：
①

将产生的气体收集到小试管中，做爆鸣气实验

；
②

将产生的气体通入品红溶液汇总，观察是否褪色

．
[讨论交流]你觉得还可以通过什么操作验证Al和Cu的活动性

分别取铜片和铝片，加入稀盐酸中观察

．

Answer 1

分析：（1）从盐类水解的角度分析；
（2）应抑制盐类水解，可防止生成沉淀；
（3）Al参加反应后Al表面变的不均匀而变暗；
（4）验证氢气可根据其可燃性做爆鸣实验，验证二氧化硫可根据其还原性或漂白性通入酸性高锰酸钾溶液或品红试液中．

解答：解：（1）硫酸铜为强酸弱碱盐，水解生成氢氧化铜沉淀而导致溶液变浑浊，反应的方程式为CuSO₄+2H₂O=Cu（OH）₂↓+H₂SO₄，
故答案为：硫酸铜水解生成氢氧化铜沉淀；CuSO₄+2H₂O=Cu（OH）₂↓+H₂SO₄；
（2）在配制易水解的强酸弱碱盐时，为了防止水解，通常将该盐溶于对应的酸中，然后加蒸馏水稀释，
故答案为：取硫酸铜粉末加入少量硫酸再加适量蒸馏水稀释；
（3）Al参加反应后Al表面变的不均匀而变暗，故答案为：暗；
（4）铝以与氧气反应在表面一层致密的氧化物膜，应先用砂纸打磨去氧化膜后进行实验，
故答案为：先用砂纸打磨光亮；
【实验方案】①不纯的氢气点纯易爆炸，可根据其可燃性做爆鸣实验验证，实验方法为将产生的气体收集到小试管中，做爆鸣气实验，
故答案为：将产生的气体收集到小试管中，做爆鸣气实验；
②验证二氧化硫可根据其还原性或漂白性通入酸性高锰酸钾溶液或品红试液中，观察是否褪色，
故答案为：将产生的气体通入品红溶液汇总，观察是否褪色；
【讨论交流】铜和铝的活泼性不同，铝能与盐酸反应，而铜与盐酸不反应，可分别取铜片和铝片，加入稀盐酸中观察，
故答案为：分别取铜片和铝片，加入稀盐酸中观察．

点评：本题考查金属活泼性的实验探究，注意把握实验原理和基本实验操作方法，根据金属活泼性的不同设计实验方案，题目难度中等，易错点为盐类水解的应用．