Question

实验室现有下列药品：盐酸（5%）、硫酸（5%）；大小相同的镁片、铝片、铁片；铁粉、铝粉．某同学为了比较金属与酸的反应，按下图所示的实验方案进行实验．

从实验开始到反应5分钟，所观察到的现象记录如下：

编号	①	②	③
现象	金属表面立即有大量无色气泡冒出，反应不到5分钟金属已消失	金属表面慢慢有少量无色气泡冒出．反应到5分钟时，铝片还在冒气泡	铁粉中不断有无色气泡冒出．气泡的量比②中多，溶液逐渐显浅绿色，反应到5分钟时，铁粉还在冒气泡

（1）写出实验③中的化学反应方程式______．
（2）该同学根据上述实验现象得出结论：金属与酸反应的剧烈程度按镁、铁、铝的顺序减弱．你认为该同学的结论是否合理（填“合理”或“不合理）______，如果有不合理的地方，请你在上述设计的基础上完善该实验，在图中填写所需的化学药品；如果合理，可以不填．

Answer

比较性实验一般采用“单一变量原则”，也就是只能有一个因素可以改变，其他因素完全相同，只有这样，我们才可以说不同的结果是有这一个因素的不同的引起的．金属和酸反应，要想比较金属的活动性顺序，就要求酸相同，金属的状态也相同（快状和粉末和酸的接触面积不同）．
【解析】
（1）根据金属性活动顺序表可知，铁元素排在氢元素的前，也就是说镁可以和酸发生置换反应，即铁和盐酸生成氯化亚铁和氢气．故答案为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑．
（2）比较性实验一般采用“单一变量原则”，也就是只能有一个因素可以改变，其他因素完全相同，只有这样，我们才可以说不同的结果是有这一个因素的不同的引起的．．这三个实验中有三因素在变化，第一个：酸不同；第二个：金属的状态不同（快状和粉末）；第三个：金属不同．因此产生的不同现象无法确定是哪一种因素引起的．要想比较金属的活动性顺序，就要求酸相同，金属的状态也相同（快状和粉末和酸的接触面积不同）．这样我们就可以说不同的现象是有金属的不同引起的．故答案为：不合理；Mg片、Al片、Fe片；稀盐酸（DEF是同一种酸即可）．