金属活动性实验探究设计(金属活动性实验探究设计思路)
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一、为研究锌和铝的金属活动性,某研究小组进行了如下探究.(1)小明设计的实验方案:向表面积相同的铝片和
(1)活泼金属锌与盐酸发生置换反应,生成氯化锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑,
故答案为:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;
(2)盐酸先与铝片表现的氧化铝发生反应,待氧化铝除去后,铝与稀盐酸接触而发生反应,
故答案为:未去膜的铝片表面有氧化铝(氧化膜),氧化铝先与盐酸反应;
(3)【提出合理假设】铝的小颗粒呈黑色与反应中出现的“灰黑色沉淀”颜色相近,可猜测灰黑色可能为未完全反应的铝或是铝与未完全溶解的氯化铝的混合物,
故答案为:铝(或铝和氯化铝的混合物);
【得出结论】实验①加入适量稀盐酸固体全部溶解,说明该灰黑色沉淀不含有难溶于酸的物质,即猜想c不能成立;实验②加入适量的水和③加入适量的乙醇都可观察到有固体物质被溶解,说明固体中还含有易溶于水和乙醇的氯化铝,因此,通过三个实验的探究可判断沉淀为铝和氯化铝的混合物,
故答案为:不成立;铝和氯化铝;
(4)对于金属纯度的影响、所用盐酸浓度的影响等,小明的方案中都没进行必要的控制,所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱;
故答案为:不能;小明的实验方案中未控制金属的纯度,盐酸的浓度等相关变量相同.
二、判断金属活动性的实验
(1)由于金属与酸能否反映以及反应的剧烈程度,可以比较金属活动性强弱,所以,实验甲判断金属活动性强弱的依据是能否产生气泡以及产生气泡的速率.镁与盐酸反应最剧烈,产生气泡的速率最快,其次是锌,最慢的是铁,铜与盐酸不反应,可得出的金属活动性强弱顺序为镁>锌>铁>铜;
(2)由试验乙可知,铝能把铜从溶液中置换出来,铝的活动性大于铜;铜能把银从溶液中置换出来,铜的活动性大于银.所以,金属活动性顺序为 铝>铜>银;
(3)由金属活动性顺序表可知,两组实验中不发生反应的是 ④⑦;
(4)根据控制变量法来比较金属的活动性,如果酸不同,就不能保证得出同样准确的实验结论;由于通过实验⑤或⑦能比较出铝和铜的活性,不能比较出铜和银的活动性,所以必须进行的实验是⑥.
故答为:(1)产生气泡的速率,镁>锌>铁>铜;(2)铝>铜>银;(3)④⑦;(4)不能,⑥.
三、设计实验证明铁,铜,银的金属活动性顺序,达到实验目的
在金属活动性顺序中,只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来,要比较金属的活动性大小,常用金属与盐溶液的反应.要验证三种金属活动性大小关系时,通常采取“三取中”的方法即:取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应.解答:解:要验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,可采用“三取中”的方法:
方案1、取铜的单质与铁、银的盐溶液反应,所需的物质:Cu,FeSO4溶液,AgNO3溶液;
方案、取铜的盐溶液与单质铁、银反应,所需的物质:CuSO4溶液,Fe,Ag.
故答为:方案1:Cu,FeSO4溶液,AgNO3溶液;方案2:CuSO4溶液,Fe,Ag.
四、小刚设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序并分析相关问题.请你参与:(1)他设计的四种实验方案
(1)根据金属活动性顺序K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au,则可知铁、铜、银三种金属的活动性,从该类题的解题规律“两边夹中间”,即两种盐夹中间的金属,或两种金属夹中间的盐,可知合理的为:铁、银、硫酸铜溶液;铜、硫酸亚铁溶液,硝酸银溶液,故选②、④,该反应的特点是反应物生成物均是一种单质和一种化合物,故属置换反应. (2)①将A试管滤出的滤渣洗涤后加入到稀盐酸中,有气泡产生,说明铁粉过量,硝酸银和硝酸铜反应完全,溶液中的铜离子与银离子均被置换成铜和银,则可知从A试管中得到的滤渣是铁、铜和银,其反应的方程式为:Fe+2HCl=FeCl 2 +H 2 ↑; ②向B试管得到的滤液中滴加少量稀盐酸,有白色沉淀生成,说明为稀盐酸与硝酸银反应,则说明硝酸银未完全反应,由于在三种金属中银的活动性最弱,所以硝酸铜一定没有和铁反应,则溶液中的溶质为Fe(NO 3 ) 2 、Cu(NO 3 ) 2 、AgNO 3 . 故答案为: (1)②④;置换反应; (2)
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