Question

20．M是生活中常見的金屬，MSO₄溶液是無色液體，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲探究M與銅、鋁的活動(dòng)性順序，請(qǐng)你和他們一起進(jìn)行以下探究活動(dòng)．

（1）【提出問題】M、銅、鋁的金屬活動(dòng)性順序是怎樣的？
（2）【猜想與假設(shè)】小敏的猜想是Al＞Cu＞M；小強(qiáng)的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是M＞Al＞Cu．
（3）【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一】小莉取M絲、銅絲、鋁絲和編號(hào)為①、②、③的3支試管，進(jìn)行如表的實(shí)驗(yàn)（試管中均盛有體積相同、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的稀鹽酸），根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)操作	M絲插入試管①中	銅絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實(shí)驗(yàn)結(jié)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

（4）【交流與表達(dá)】同學(xué)們對(duì)上述實(shí)驗(yàn)得出兩種不同結(jié)論的現(xiàn)象進(jìn)行了討論，明白了實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí)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．
（5）【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】為了進(jìn)一步探究三種金屬的活動(dòng)性順序，同學(xué)們?nèi)〈旨?xì)相同，打磨干凈的M絲、鋁絲及相關(guān)溶液，又進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：
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(zhì)．
②試管丙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
（6）【交流與表達(dá)】同學(xué)們經(jīng)討論后認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)可以優(yōu)化，去掉試管丙（填試管編號(hào)）中的實(shí)驗(yàn)，也可以得出正確的結(jié)論．

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(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一】根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度進(jìn)行分析；
【交流與表達(dá)】根據(jù)鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)會(huì)生成致密的氧化鋁薄膜進(jìn)行分析；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】（1）根據(jù)M的金屬活動(dòng)性大于銅的金屬活動(dòng)性進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)鋁和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋁和銅進(jìn)行分析；
【交流與表達(dá)】根據(jù)甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的金屬活動(dòng)性順序進(jìn)行分析；
【評(píng)價(jià)與反思】根據(jù)金屬會(huì)與酸、鹽、氧氣等物質(zhì)反應(yīng)進(jìn)行分析．

解答 解：【提出問題】通過分析小敏、小強(qiáng)同學(xué)的猜想可知，我的猜想是M＞Al＞Cu；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一】金屬越活潑，與酸反應(yīng)生成氫氣的反應(yīng)越劇烈，所以

實(shí)驗(yàn)操作	M絲插入試管①中	銅絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實(shí)驗(yàn)結(jié)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(dá)】鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)會(huì)生成致密的氧化鋁薄膜，所以實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí)試管③中無氣泡產(chǎn)生的原因是：鋁表面有一層氧化膜；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】（1）M的金屬活動(dòng)性大于銅的金屬活動(dòng)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(zhì)；
（2）鋁和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋁和銅，化學(xué)方程式為：2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流與表達(dá)】甲實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證鋁比M活潑，乙實(shí)驗(yàn)可以證明M比銅活潑，所以三種金屬的活動(dòng)性順序是Al＞M＞Cu，所以去掉試管丙中的實(shí)驗(yàn)，也可以得出正確的結(jié)論；
故答案為：【提出問題】M＞Al＞Cu；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一】

實(shí)驗(yàn)操作	M絲插入試管①中	銅絲插入試管②中	鋁絲插入試管③中	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
				M＞Al
				Al＞M＞Cu

【交流與表達(dá)】鋁表面有一層氧化膜；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】（1）M表面出現(xiàn)一層紅色物質(zhì)；
（2）2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
【交流與表達(dá)】丙；

點(diǎn)評(píng) 驗(yàn)證三種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系時(shí)，通常采取“三取中”即：取中間金屬單質(zhì)與兩端的金屬的鹽溶液反應(yīng)或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬的單質(zhì)反應(yīng)．