Question

6．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為比較鎂和鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：
（1）配制500克l0%的硫酸溶液．需要量取98%的濃硫酸（密度為1.84g/mL）27.2mL，應(yīng)選用50mL（10mL、50mL、100mL）的量筒．讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與凹液面的最低處保持相平．若俯視讀數(shù)，所得溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏低．
（2）準(zhǔn)備兩塊表面積相同的鎂條和鋁條，并除去表面的氧化膜．要求兩種金屬片表面積相同的原因是控制變量．
【方案一】將除去氧化膜的鎂條、鋁條，分別與相同體積相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸反應(yīng)，觀察到         鎂比鋁反應(yīng)更劇烈，說明鎂比鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)．
【方案二】（1）連接儀器組裝成如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置．某學(xué)生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)被拉出的針筒活塞一段時(shí)間后又回到原來的位置，你認(rèn)為該裝置是否漏氣？不漏氣．
（2）依次進(jìn)行鎂、鋁與硫酸反應(yīng)，寫出鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg+H₂S0₄═MgS0₄十H₂↑；
（3）要比較兩種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬與硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣所需要的時(shí)間；還可測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積．
【方案三】請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)與上述實(shí)驗(yàn)不同的方案，比較鎂和鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱：將鎂條、鋁條分別在空氣中點(diǎn)燃，比較現(xiàn)象．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】（1）根據(jù)溶液的有關(guān)計(jì)算以及量筒的使用方法分析；
（2）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析需要控制的變量；
【方案一】根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度比較金屬的活潑性；
【方案二】根據(jù)檢查裝置氣密性的原理分析；根據(jù)鎂與硫酸的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的方程式；
【方案三】根據(jù)鎂鋁與氧氣的反應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】（1）配制500克l0%的硫酸溶液，需要量取98%的濃硫酸（密度為1.84g/mL）的體積為500g×10%÷1.84g/mL=27.2mL，應(yīng)選用50mL的量筒．讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與凹液面的最低處保持相平．若俯視讀數(shù)，所得溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏低；
（2）由于金屬體積的大小影響與酸反應(yīng)的速率．所以，要求兩種金屬片表面積相同的原因是控制變量；
【方案一】由于鎂比鋁的活動(dòng)性強(qiáng)，所以，與硫酸反應(yīng)時(shí)鎂比鋁反應(yīng)更劇烈；
【方案二】（1）如果裝置不漏氣，針筒的活塞被拉出一段后，針筒內(nèi)壓強(qiáng)變小，在大氣壓的作用下，活塞一段時(shí)間后又回到原來的位置；
（2）鎂與硫酸反應(yīng)生成了硫酸鎂和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Mg+H₂S0₄═MgS0₄十H₂↑；要比較兩種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬與硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣所需要的時(shí)間；還可測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積；
【方案三】由于鎂、鋁的活潑性不同，在空中與氧氣的反應(yīng)不同．所以，比較鎂和鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是：將鎂條、鋁條分別在空氣中點(diǎn)燃，比較現(xiàn)象．或者鎂與鋁鹽溶液反應(yīng)等．
故答案為：
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】（1）27.2；50mL；凹液面的最低處保持；低；  （2）控制變量；
【方案一】鎂比鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)；
【方案二】（1）不漏氣；    （2）Mg+H₂S0₄═MgS0₄十H₂↑；（3）相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積；
【方案三】將鎂條、鋁條分別在空氣中點(diǎn)燃，比較現(xiàn)象．

點(diǎn)評 本題是一道綜合知識(shí)題目，考查的角度較廣，難度較大，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力．