Question

小明为了探究铝、铁和铜三种金属的活动性，他用铜片、铁片、铝片和稀盐酸四种物质，设计了表中只用一只试管，取一次盐酸的探究方案．请你帮助小明完善表中的探究方案．

实验步骤	实验现象
①在试管里取少量的稀盐酸，插入铁片，充分作用．	银白色铁片表面有气泡产生（固体逐渐减少）．溶液由   色逐渐变为浅绿色．
②在①所得的溶液中，插入   ，充足时间．	无明显现象
③在②所得溶液中，插入   ，充分作用．	金属铝片表面有一层黑色物质（铁）生成，溶液由浅绿色逐渐变为无色

（1）写出①中反应的化学方程式：

 

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（2）将铝片插入溶液前应进行的操作是：

 

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（3）只要改变向酸溶液插入金属片的顺序，就能证明Al＞Fe＞H＞Cu的活动性顺序，那么插入金属片的顺序是

 

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Answer 1

考点：金属活动性顺序及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：根据金属活动性预计实验中出现的现象，并完成探究实验中的操作：根据实验步骤可推知，先使铁与盐酸反应检验铁的活动性同时得到氯化亚铁溶液，然后分别使铝、铜与所得溶液进行反应，验证铝、铜的活动性；
（1）根据实验操作写出反应的方程式；
（2）根据金属表面有氧化膜分析操作；
（3）探究实验中已选取稀盐酸，利用金属与酸能否反应及反应的剧烈程度可以通过操作的调整完成铜活动性的探究．

解答：解：①根据铁的活动性可知，铁可与盐酸反应放出氢气，同时生成氯化亚铁而使无色溶液变成浅绿色；
故答案为：无色；
②由实验现象为无现象，说明插入的金属不能与氯化亚铁溶液反应，根据金属活动性，插入的金属应为铜；
故答案为：铜片；
③为检验铝的活动性比铁强，把铝丝插入氯化亚铁溶液，在铝表面会出现铁，生成的氯化铝溶液无色，所以充分反应后浅绿色溶液又变为无色；
故答案为：铝片；
（1）铁与盐酸发生置换反应，生成+2价亚铁盐同时放出氢气；
故答案为：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）由于铝能和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化铝膜隔绝铝与溶液的接触，因此在插入溶液前应打磨除去表面的保护膜；
故答案为：用砂纸打磨除去铝丝表面的氧化铝；
（3）根据铜的活动性，铜不能与盐酸反应，所以在插入铁丝前可先把铜丝插入稀盐酸中，检验铜的活动性与H的关系，然后再检验铁、铝的活动性，所以操作顺序可调整为：插入铜丝，无现象；再插入铁丝，产生气体且溶液呈浅绿色；最后插入打磨后的铝丝置换铁；
故答案为：铜、铁、铝．

点评：本题考查金属活泼性的探究实验，学生需熟练运用判断金属活动性强弱的方法：①金属活动性顺序中排在前面的金属的活动性比后面的要强；②和同种酸反应的速度快慢，反应越快的活动性越强；③活动性强的金属能够和活动性弱的金属盐溶液发生置换反应．