Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的學(xué)生，發(fā)現(xiàn)金屬R不在初中學(xué)到的金屬活動(dòng)性順序表中，該小組為了了解R與常見金屬鋁、銅的金屬活動(dòng)性順序，進(jìn)行如下探究活動(dòng)：

（做出猜想）他們考慮到鋁的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，對(duì)三種金屬的活動(dòng)性順序作出如下猜想：

猜想一：Al＞Cu＞R；猜想二：Al＞R＞Cu；猜想三：_____。

（查閱資料）R是一種銀白色的金屬，通常顯+2價(jià)，鹽溶液呈藍(lán)色：硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁的溶液均為無(wú)色。

（實(shí)驗(yàn)探究）為了探究哪一種猜想成立，甲、乙、丙三位同學(xué)分別針對(duì)猜想一、猜想二、猜想三設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并展開實(shí)驗(yàn)探究。

猜想	主要操作	主要現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
猜想一	打磨R絲，并將其插入到硫酸銅溶液中	_____	猜想一不成立，R與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為_____
猜想二	打磨粗細(xì)相同的R絲，鋁絲、銅絲，分別將他們插入到相同體積和溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸中	①R絲表面產(chǎn)生氣泡緩慢，溶液有無(wú)色逐漸變成藍(lán)色 ②鋁絲表面產(chǎn)生氣泡較快 ②銅絲表面沒(méi)有氣泡產(chǎn)生	猜想二成立
猜想三	將未經(jīng)打磨的鋁絲插入到R的鹽酸溶液中	_____	猜想三成立

（交流反思）究竟哪種猜想成立？三位同學(xué)經(jīng)討論交流，一致認(rèn)為丙同學(xué)的操作及結(jié)論有誤，理由是_____

（拓展探究）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，老師告訴同學(xué)們，金屬鋁也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出一種氣體。為了解該氣體的成分，實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：

（做出猜想）小紅猜想是氧氣；小敏猜想是氫氣。

（實(shí)驗(yàn)探究）小紅和小敏針對(duì)自己的猜想，分別用如圖裝置設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案

（1）小紅待反應(yīng)一段時(shí)間后，將_____；否則不是O2。

（2）小敏待反應(yīng)一段時(shí)間后，將_____；否則不是H2。

（得出結(jié)論）查閱資料知，鋁、氫氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鈉（ NaAlO2），反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

Answer 1

【答案】R＞Al＞Cu R表面有紅色物質(zhì)生成 R+CuSO4＝RSO4+Cu 無(wú)明顯現(xiàn)象 未經(jīng)打磨的鋁絲表面有一層致密的氧化膜，會(huì)阻止內(nèi)部的鋁于R的鹽溶液反應(yīng) 帶火星的小木條伸到導(dǎo)管口a處，若木條復(fù)燃，則該氣體是氧氣 燃燒的火柴放在導(dǎo)管口a處，若氣體燃燒并產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，則是氫氣 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑

【解析】

[做出猜想]由于鋁比銅活動(dòng)性強(qiáng)，這一點(diǎn)是已知的，所以在猜想時(shí)不要再次打亂鋁比銅活潑的前提，可得猜想三為：R＞Al＞Cu；

由于給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是猜想一不成立也就是銅比R活潑不成立，所以正確的結(jié)論應(yīng)該是R比銅活潑，所以對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是R表面有紅色物質(zhì)生成，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式書寫注意信息提示中R形成的是+2價(jià)化合物，所以對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為：R+CuSO4＝RSO4+Cu；

同時(shí)結(jié)論說(shuō)猜想三也正確，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)操作的目的可知對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是無(wú)明顯現(xiàn)象；但是由于使用的是未經(jīng)打磨的鋁絲，表面有一層致密的氧化膜，會(huì)阻止內(nèi)部的鋁與R的鹽溶液反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)論不準(zhǔn)確；

（1）驗(yàn)證氧氣需要用帶火星的小木條，所以小紅待反應(yīng)一段時(shí)間后，將帶火星的小木條伸到導(dǎo)管口a處，若木條復(fù)燃，則該氣體是氧氣；否則不是O2；

（2）檢驗(yàn)氫氣需要點(diǎn)燃且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，所以小敏待反應(yīng)一段時(shí)間后，將 燃燒的火柴放在導(dǎo)管口a處，若氣體燃燒丙產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，則是氫氣；否則不是H2；

[得出結(jié)論]查閱資料知，鋁、氫氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鈉（ NaAlO2），反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；

[交流反思]未經(jīng)打磨的鋁絲表面有一層致密的氧化膜，會(huì)阻止內(nèi)部的鋁與R的鹽溶液反應(yīng)；

[實(shí)驗(yàn)探究]（1）帶火星的小木條伸到導(dǎo)管口a處，若木條復(fù)燃，則該氣體是氧氣；否則不是O2；

（2）燃燒的火柴放在導(dǎo)管口a處，若氣體燃燒丙產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，則是氫氣；

[得出結(jié)論]2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。