Question

(2017石家庄正定县二模)某兴趣小组的同学为探究金属的活动性以及铜锈蚀的条件进行了以下系列实验，仔细分析后回答下列问题：

（1）实验一：小明按图甲所示以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铝、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是______________。铝与稀盐酸刚接触时反应缓慢，一段时间后剧烈，产生气泡速率随之加快，其原因可能是_______________。写出其中一支试管中反应的化学方程式___________。

（2）实验二：为探究铁、铜、银三种金属活动性的顺序，小红提出按图乙进行两步实验，即可证明三种金属活动性顺序。你认为其方案可行吗？________(填“可行”或“不可行”)。试管①中现象是______________________________________。

（4）实验三：小芳、小亮两位同学发现铜质眼镜架上出现了一些绿色的锈渍。经查阅资料得知，铜锈的化学成分是碱式碳酸铜[Cu₂(OH)₂CO₃]。他们依照铁生锈的探究方法设计如下实验(如图所示)。请回答：

a 推测一段时间后会出现铜锈的是________(填“①”、“②”或“③”)试管内的铜片。

b 小芳同学认为要弄清导致铜锈蚀的因素，根据元素守恒观还应该补充一个实验。补充实验的目的是想证明________。

Answer

使用的酸以及酸的浓度不相同 铝的表面有一层氧化铝薄膜，刚接触时反应缓慢主要是因为氧化铝与酸反应 (合理即可) 可行 铁片表面出现一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色 ① 二氧化碳是铜生锈的一个必要条件

【解析】

(1)在探究锌、铁、铝三种金属活动性强弱时，必须控制其他条件相同，三种金属用的酸以及酸的浓度必须相同；铝的表面有一层氧化铝薄膜，刚接触时反应缓慢主要是因为氧化铝与酸反应，当氧化铝反应完后铝与酸反应速度加快；方程式为Zn＋2HCl=== ZnCl2＋H2↑或Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2 ↑或2Al＋6HCl=== 2AlCl3＋3H2↑。(2)将铁片放入硫酸铜溶液中，铁能把铜置换出来，说明铁比铜活泼，将铜片放入硝酸银溶液中，铜能把银置换出来，说明铜比银活泼，由此可知，三种金属的活动性由强到弱的顺序为铁、铜、银。由化学方程式Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu可知，现象为铁片表面出现一层红色物质，溶液逐渐由蓝色变为浅绿色。(3)a.从铜锈的化学式Cu2(OH)2CO3来看，②中反应物为Cu和H2O，缺少碳元素，不能生成铜锈， ③中反应物有Cu、O2、 CO2，缺少氢元素，不能生成铜锈，所以一段时间后出现铜锈的是①；b.铜锈中有碳元素，从元素守恒来看，铜生锈应当有CO2参与，但是在题目的对比实验中没有涉及，所以应设计一个二氧化碳是铜生锈的一个必要条件的对比实验。