Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究金屬的性質(zhì)，做了如下探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1：在三支分別裝有硫酸鎂溶液、硫酸銅溶液和稀硫酸的試管中，各加入少量鋁條（如下圖）。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】①、②試管內(nèi)始終無明顯現(xiàn)象，而試管③中開始時(shí)無明顯現(xiàn)象，但片刻后出現(xiàn)大量的氣泡。

【分析反思】試管②中始終無明顯現(xiàn)象的原因是 ，

試管③中開始無氣體產(chǎn)生的原因是 （用化學(xué)方程式表示）。

實(shí)驗(yàn)2：將實(shí)驗(yàn)1反應(yīng)后的三支試管中的剩余物全部倒入一個(gè)干凈的燒杯中，片刻后發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出，并有紫紅色固體析出。

【現(xiàn)象分析】析出紫紅色固體的原因是 （用化學(xué)方程式表示）；

【得出結(jié)論】該探究實(shí)驗(yàn)說明鋁的金屬活動(dòng)性比銅更 。

同學(xué)們想確定實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)結(jié)束后燒杯中所得固體的成分。

【提出猜想】小明的猜想是：含有鋁和銅；小莉的猜想是：含有鋁和鎂。小花認(rèn)為小莉的猜想不成立，理由是 。

實(shí)驗(yàn)3：同學(xué)們經(jīng)檢驗(yàn)燒杯中所得的固體，證明小明的猜想正確。請(qǐng)完成下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
向?yàn)V出的固體中加入		固體中含有銅和鋁。

Answer 1

【答案】【分析反思】試管②：鋁條表面有一層致密的氧化鋁保護(hù)膜, 阻止里面的鋁與硫酸銅接觸，無法發(fā)生反應(yīng)；試管③：Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

【現(xiàn)象分析】2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu

【得出結(jié)論】強(qiáng) （或活潑）

【提出猜想】鋁的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，比鎂弱，只要固體含有鋁就一定含有銅，且不含鎂。

實(shí)驗(yàn)3：實(shí)驗(yàn)步驟：足量稀硫酸

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有無色氣泡產(chǎn)生且仍有固體剩余

【解析】

試題分析：【分析反思】鋁在空氣中易與氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜，能阻止里面的鋁與硫酸銅接觸，無法發(fā)生反應(yīng)；而加入到稀硫酸的試管中，稀硫酸把氧化鋁反應(yīng)掉后即與鋁反應(yīng)生成氫氣。氧化鋁與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水：Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O；

【現(xiàn)象分析】紫紅色的固體的銅，根據(jù)給出的藥品可知是鋁與硫酸銅發(fā)生了置換反應(yīng)生成銅和硫酸鋁：

2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu；鋁能將硫酸銅中的銅置換出來，說明鋁的活動(dòng)性比銅強(qiáng)；

【提出猜想】根據(jù)金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用：位于前面的金屬能把位于后面的金屬從化合物的溶液中置換出來。鋁的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，比鎂弱，只要固體含有鋁就一定含有銅，且不含鎂；要證明固體是否含有鋁，由于鋁位于氫的前面，能與酸反應(yīng)，故可加入足量的稀硫酸，若產(chǎn)生了氣泡，說明固體中含有鋁和銅。