Question

20．小彬同學家新買了水龍頭，從說明書上了解到該水龍頭是銅質鍍鉻的．他想起在學習金屬性質時用到的金屬活動性順序中沒有鉻，為了了解鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動性順序中的相對位置關系，進行如下探究活動：
【查閱資料】鉻（Cr）是銀白色有光澤的金屬，在空氣中表面能生成抗腐蝕性的致密氧化膜．鉻能與稀硫酸反應，生成藍色的硫酸亞鉻（CrSO₄）溶液…鋁是銀白色有光澤的金屬，能與稀硫酸反應，生成無色的硫酸鋁溶液…
【預測】三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系：
①Cr  Al  Cu     ②Al  Cr  Cu    ③Al  Cu  Cr
【實驗過程】取大小相同的三種金屬薄片，用砂紙打磨光亮．

	實驗一	實驗二	實驗三
實驗 方案
實驗 現象	鉻片表面產生氣泡緩慢，溶液變藍色．	無現象	鋁片表面產生氣泡較快．
結論	鉻能和稀硫酸發生反應，反應速率較慢．	銅不與稀硫酸反應	鋁能與稀硫酸發生反應，反應速率較快[
	三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系是Al、Cr、Cu

【實驗過程】
（1）用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面氧化物．
（2）實驗一所發生反應的化學方程式是Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑．
（3）小東提出用硫酸銅溶液代替上述實驗中的稀硫酸也能得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系，小燕認為不可行，理由是無法比較鉻和鋁的金屬活動性強弱．
（4）小清認為只要選用三種藥品進行實驗就可以得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關系，這三種藥品可以是A1、CrSO₄溶液、Cu．

Answer 1

分析 【實驗過程】根據金屬與酸或鹽的反應規律，利用Al、Cr、Cu三種金屬及其化合物間可發生的反應，推斷Al、Cr、Cu三種金屬活動性由強至弱的順序．
【回答問題】（1）根據金屬的性質，分析實驗前進行打磨的目的；
（2）根據實驗一的現象及探究結果，判斷實驗中所發生的反應，用化學方程式表示反應；
（3）根據驗證三種金屬活動性的方案設計思路，分析實驗方案不可行的原因；
（4）根據所探究的三種金屬的活動性，可以借助“三選中”的設計思路，另行設計檢驗三種金屬活動性的方案，寫出所需要的藥品．

解答 解：【實驗過程】實驗現象：銅在金屬活動性位于氫之后，不能與稀硫酸發生反應，因而實驗二無現象；
結論：根據鋁與稀硫酸發生反應的實驗現象：鋁片表面產生氣泡較快，參照鉻與稀硫酸反應的現象與結論，可得出結論：鋁能與稀硫酸發生反應，反應速率較快；根據鋁、鉻與稀硫酸反應放出氫氣的速率，可知鋁的活動性比鉻強，因此三種金屬的活動性順序為Al、Cr、Cu（或“②”）；
【回答問題】（1）由于金屬在保存時可能與空氣中氧氣發生氧化，使表面形成氧化層，影響實驗，因此要使用砂紙進行打磨；
（2）鉻能與稀硫酸發生反應，生成硫酸亞鉻（ CrSO₄）同時放出氫氣，反應的化學方程式為Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑；
（3）若使用硫酸銅溶液代替稀硫酸，由于鉻、鋁都能置換出銅而無法檢驗鉻與鋁的活動性強弱，因此不宜使用硫酸銅溶液代替稀硫酸；
（4）根據三種金屬的活動性順序Al、Cr、Cu，據“三選中”的設計思路，可選取金屬鋁、銅分別放入硫酸亞鉻溶液中或把金屬鉻分別放入硫酸鋁、硫酸銅溶液中進行三種金屬活動性的檢驗；
【歸 納】利用金屬與酸發生置換反應或金屬與鹽反應置換反應都可以檢驗金屬的活動性；
故答案為：
【實驗過程】實驗現象：無現象；
結論：鋁能與稀硫酸發生反應，反應速率較快；Al、Cr、Cu（或“②”）；
【回答問題】（1）除去金屬表面氧化物（或污物）；
（2）Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑；
（3）無法比較鉻和鋁的金屬活動性強弱；
（4）A1、CrSO₄溶液、Cu（合理答案均即可）；

點評 本題考查的是金屬的活動性順序的探究，是近幾年來中考考查的重點內容之一．本題型考查實驗設計的同時，也考查了學生對實驗設計題的評價能力，希望同學們認真把握．