Question

13．M是生活中常用的金屬，MSO₄溶液是無色液，某化學興趣小組的同學欲探究M與銅、鋁的活動性順序，請你和他們一起進行以下探究活動．

【提出問題】M、銅、鋁的金屬活動性順序是怎樣的？
【猜想與假設】小敏的猜想是Al＞Cu＞M；小強的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是M＞Al＞Cu．
【實驗探究】小莉取M絲、銅絲、鋁絲和編號為①、②、③的3支試管，進行如表的實驗（試管中均盛有體積相同、溶質質量分數(shù)也相同的稀鹽酸）；

實驗操作	M絲插入試管①中	鋼絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實驗結論
剛開始的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	無氣泡	M＞Cu：M＞Al
幾分鐘后的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	有大量氣泡產(chǎn)生	Al＞M＞Cu

【交流與表達】同學們對同一實驗得出兩種不同結論的現(xiàn)象進行了討論，明白了實驗剛開始時試管③中無氣泡產(chǎn)生的原因，該原因是鋁表面有一層氧化膜．
【繼續(xù)探究】為了進一步探究三種金屬的活動性順序，同學們取粗細相同，打磨干凈的M絲、鋁絲及相關溶液，又進行了如圖所示的實驗：
（1）試管乙中觀察到的現(xiàn)象是M表面出現(xiàn)一層紅色物質．
（2）試管丙中反應的化學方程式為2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
【交流與表達】同學們經(jīng)討論后認為該實驗可以優(yōu)化，去掉試管丙（填試管編號）中的實驗，也可以得出正確的結論．
【得出結論】通過以上實驗，同學們得出了三種金屬的活動性順序．
【反思與歸納】由上述實驗得出比較金屬活動性順序的方法有：①金屬和酸反應比較；②與氧氣反應的劇烈程度．

Answer 1

分析 【提出問題】根據(jù)其余兩種猜想推斷第三種猜想；
【設計與實驗一】根據(jù)金屬與酸反應的劇烈程度進行分析；
【交流與表達】根據(jù)鋁和空氣中的氧氣反應會生成致密的氧化鋁薄膜進行分析；
【設計與實驗二】（1）根據(jù)M的金屬活動性大于銅的金屬活動性進行分析；
（2）根據(jù)鋁和硫酸銅反應生成硫酸鋁和銅進行分析；
【交流與表達】根據(jù)甲、乙、丙三個實驗得出的金屬活動性順序進行分析；
【評價與反思】根據(jù)金屬會與酸、鹽、氧氣等物質反應進行分析．

解答 解：【提出問題】通過分析小敏、小強同學的猜想可知，我的猜想是M＞Al＞Cu；
【設計與實驗一】金屬越活潑，與酸反應生成氫氣的反應越劇烈，所以

實驗操作	M絲插入試管①中	鋼絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實驗結論
剛開始的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	無氣泡	M＞Cu，M＞Al
幾分鐘后的現(xiàn)象	有少量氣泡產(chǎn)生	無氣泡	有大量氣泡產(chǎn)生	Al＞M＞Cu

【交流與表達】鋁和空氣中的氧氣反應會生成致密的氧化鋁薄膜，所以實驗剛開始時試管③中無氣泡產(chǎn)生的原因是：鋁表面有一層氧化膜；
【設計與實驗二】（1）M的金屬活動性大于銅的金屬活動性，所以試管乙中觀察到的現(xiàn)象是：M表面出現(xiàn)一層紅色物質；
（2）鋁和硫酸銅反應生成硫酸鋁和銅，化學方程式為：2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流與表達】甲實驗可以驗證鋁比M活潑，乙實驗可以證明M比銅活潑，所以三種金屬的活動性順序是Al＞M＞Cu，所以去掉試管丙中的實驗，也可以得出正確的結論；
【評價與反思】金屬會與酸、鹽、氧氣等物質反應，所以除了上述實驗中已經(jīng)用到的兩種方法外，還可以根據(jù)與氧氣反應的劇烈程度進行判斷．
故答案為：【提出問題】M＞Al＞Cu；
【設計與實驗一】

實驗操作	M絲插入試管①中	鋼絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實驗結論
				M＞Al
				Al＞M＞Cu

【交流與表達】鋁表面有一層氧化膜；
【設計與實驗二】（1）M表面出現(xiàn)一層紅色物質；
（2）2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流與表達】丙；
【評價與反思】與氧氣反應的劇烈程度．

點評 驗證三種金屬活動性強弱關系時，通常采取“三取中”即：取中間金屬單質與兩端的金屬的鹽溶液反應或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬的單質反應．