Question

【題目】為研究鋅和鋁的金屬活動(dòng)性 ，某研究小組進(jìn)行了如下探究。

（1）小明設(shè)計(jì)方案：向表面積相同的鋁片和鋅粒中分別加入鹽酸，根據(jù)反應(yīng)的快慢判斷兩者的活動(dòng)性強(qiáng)弱。寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

（2）小芳將一砂紙打磨過(guò)的鋁片放入一定量的鹽酸中，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生 ，還觀察到有“灰黑色沉淀”這一異常現(xiàn)象出現(xiàn)。

（提出問(wèn)題）鋁與鹽酸反應(yīng)出現(xiàn)的灰黑色沉淀的組成是什么？

（查閱文獻(xiàn)）①鋁在顆粒較小時(shí)為灰黑色，AlCl3為無(wú)色透明晶體或白色而微帶淺黃色的固體，易溶于水和乙醇。②一種金屬加入到兩種活動(dòng)性均比它弱的金屬化合物溶液的混合液中，會(huì)先置出最弱的金屬。再置換出第二種金屬。該金屬會(huì)先和最弱的金屬鹽溶液反應(yīng)。

（提出合理假設(shè)）假設(shè)a：該灰黑色沉淀可能含有_________；假設(shè)b：該灰黑色沉淀可能含有AlCl3；假設(shè)c：該灰黑色沉淀可能含有難溶于酸的物質(zhì)。

（設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)）取灰黑色沉淀分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	加入適量稀鹽酸	有微量氣泡，固體全部溶解，得到澄清溶液
②	加入適量蒸餾水	固體部分溶解
③	加入適量無(wú)水乙醇	固體部分溶解

（得出結(jié)論）由實(shí)驗(yàn)①可判斷假設(shè)c_____________（填“成立”或“不成立”，）再集合②和③可得出該灰黑色沉淀的成分是__________。

（3）你認(rèn)為①中小明的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癖容^鋅和鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱？______（填“能”或“不能”），分別從設(shè)計(jì)方法或操作可行性的角度，具體說(shuō)明理由（一點(diǎn)即可）_____。

（拓展延伸）附加分：若正確回答下列小題，將獲得4分的獎(jiǎng)勵(lì) ，但化學(xué)試卷總分不超過(guò)60分。為繼續(xù)研究另一種金屬鋅的化學(xué)性質(zhì)，小敏向一定質(zhì)量的硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中加入鋅粉，溶液質(zhì)量與加入鋅的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。那么，在a點(diǎn)時(shí)，溶液里含的金屬化合物有_________種；bc段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________；d點(diǎn)得到的固體的成分為_____

Answer 1

【答案】2Al+6HCl=2AlC3+3 H2↑ 該灰黑色沉淀可能含有細(xì)小鋁顆粒 假設(shè)c不成立， 沉淀成分為鋁顆粒和AlCl3 不能 鋁片和鋅粒表面積相等難以把控，難以實(shí)現(xiàn)控制變量 Zn+Cu（NO3）2= Zn（NO3）2+Cu 3種 Ag、Cu、Zn

【解析】

（1）活潑金屬鋁與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，生成氯化鋁和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al+6HCl═2AlCl3+H2↑；

（2）鋅粒比鋁片反應(yīng)快，可能原因是鋅粒與酸的接觸面積大；

[提出合理假設(shè)]鋁的小顆粒呈黑色與反應(yīng)中出現(xiàn)的“灰黑色沉淀”顏色相近，可猜測(cè)灰黑色可能為未完全反應(yīng)的鋁或是鋁與未完全溶解的氯化鋁的混合物；

[得出結(jié)論]實(shí)驗(yàn)①加入適量稀鹽酸固體全部溶解，說(shuō)明該灰黑色沉淀不含有難溶于酸的物質(zhì)，即猜想c不能成立；實(shí)驗(yàn)②加入適量的水和③加入適量的乙醇都可觀察到有固體物質(zhì)被溶解，說(shuō)明固體中還含有易溶于水和乙醇的氯化鋁，因此，通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究可判斷沉淀為鋁和氯化鋁的混合物；

（3）對(duì)于金屬純度的影響、所用鹽酸濃度的影響等，小明的方案中都沒(méi)進(jìn)行必要的控制且操作中也難以做到鋁片和鋅粒的表面積相同，所以不能據(jù)此實(shí)驗(yàn)判斷兩金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱；

向一定量的硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中加入鋅粉，結(jié)合溶液質(zhì)量與加入鋅的質(zhì)量關(guān)系圖：[拓展延伸]當(dāng)鋅的質(zhì)量為a時(shí)，溶液中還有部分硝酸銀沒(méi)有反應(yīng)完，所以溶液中的溶質(zhì)一定有硝酸鋅、硝酸銀、硝酸銅；b-c段之間溶液的質(zhì)量增大，是鋅和硝酸銅反應(yīng)生成硝酸鋅和銅，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu；當(dāng)鋅的質(zhì)量為d時(shí)，鋅已過(guò)量，鋅把硝酸銀、硝酸銅都反應(yīng)完了，過(guò)濾后得到固體含有鋅銀銅。