Question

【題目】某化學興趣小組同學以“比較鋁和鋅的金屬活動性強弱”為課題進行探究,下面是小華同學和小明同學探究的主要過程:

（提出問題）鋁和鋅兩種金屬,哪一種金屬活動性更強?

（實驗原理）小華同學利用常溫下兩種金屬與酸反應,測定收集等體積氫氣所需的時間,判斷金屬活動性強弱;小明同學利用金屬與鹽溶液的反應比較金屬活動性強弱。

（進行實驗）

實驗一:上圖是小華的實驗裝置圖,實驗中B處宜采用的氣體收集方法是________。

實驗編號	實驗1	實驗2
金屬	1g表面未氧化的鋅粒	1g表面打磨過的鋁片
酸溶液	10mL10%的稀鹽酸溶液	10mL10%的稀硫酸溶液
收集20mL氫氣所需的時間	42s	64s
實驗結論	根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出Zn____Al(填“＞” “＜”或“=”

實驗二:小明的實驗方案

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將表面打磨過的鋁片插入硫酸鋅溶液中	______	金屬活動性：Al＞Zn

（分析與評價）

①寫出鋁與硫酸鋅溶液反應的化學方程式_____________；

②兩位同學的實驗結論剛好相反,你判斷______同學實驗結論錯誤,理由是__________。

（實驗延伸）為了研究金屬與酸反應的其他影響因素,小明用純鋅和純度為90%的粗鋅在相同條件下反應,發(fā)現(xiàn)粗鋅反應速率更快。

（查閱資料）粗鋅中含有銅等與酸不反應的雜質

（猜想與假設）造成粗鋅反應速率更快的原因可能是___________。

（設計實驗）請設計合理的實驗方案驗證你的猜想。

實驗步驟	實驗可能的現(xiàn)象及結論
__________	___________

Answer 1

【答案】排水法 ＞ 鋁表面附著一層銀白色固體 2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn 小華 鋁比鋅活潑，之所以收集相同體積氣體鋅需要時間短，是因為鋅粒和稀鹽酸的接觸面積比鋁片和稀鹽酸的接觸面積大 銅等與酸不反應的雜質能夠促進鋅和酸的反應 取相等質量、相同體積的鋅粒和鋅純度為90%的鋅、銅合金，分別于兩支試管中，分別同時加入質量分數(shù)、體積都相同的稀鹽酸 盛有鋅粒試管中產(chǎn)生氣泡速率較慢，盛有鋅純度為90%的鋅、銅合金試管中產(chǎn)生氣泡速率較快，說明銅等與酸不反應的雜質能夠促進鋅和酸的反應

【解析】

[進行實驗]
實驗一：如圖是小華的實驗裝置圖，實驗中B處宜采用的氣體收集方法是排水法，這是因為利用排水法收集氣體時，容易及時判斷氣體是否收集滿。
故填：排水法。
相同條件下，利用鋅收集相同體積氣體需要時間短，說明鋅比鋁活潑，實驗過程如下所示：

實驗編號	實驗1	實驗2
金屬	1g表面未氧化的鋅粒	1g表面打磨過的鋁片
酸溶液	10mL10%的稀鹽酸溶液	10mL10%的稀鹽酸溶液
收集20mL氫氣所需的時間	42s	64s
實驗結論	根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出Zn＞Al

實驗二：將表面打磨過的鋁片 插入硫酸鋅溶液中，鋁表面附著一層銀白色固體，說明鋁比鋅活潑，實驗過程如下所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將表面打磨過的鋁片 插入硫酸鋅溶液中	鋁表面附著一層銀白色固體	金屬活動性： Al＞Zn

[分析與評價]
①鋁與硫酸鋅溶液反應生成硫酸鋁和鋅，反應的化學方程式為：2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn。
故填：2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn。
②兩位同學的實驗結論剛好相反，小華同學實驗結論錯誤，理由是鋁比鋅活潑，之所以收集相同體積氣體鋅需要時間短，是因為鋅粒和稀鹽酸的接觸面積比鋁片和稀鹽酸的接觸面積大。

故填：小華；鋁比鋅活潑，之所以收集相同體積氣體鋅需要時間短，是因為鋅粒和稀鹽酸的接觸面積比鋁片和稀鹽酸的接觸面積大。
[猜想與假設]
造成粗鋅反應速率更快的原因可能是銅等與酸不反應的雜質能夠促進鋅和酸的反應。
故填：銅等與酸不反應的雜質能夠促進鋅和酸的反應。
[設計實驗]
實驗方案如下所示：

實驗步驟	實驗可能的現(xiàn)象及結論
取相等質量、相同體積的鋅粒和鋅純度為90%的鋅、銅合金，分別于兩支試管中，分別同時加入質量分數(shù)、體積都相同的稀鹽酸	盛有鋅粒試管中產(chǎn)生氣泡速率較慢，盛有鋅純度為90%的鋅、銅合金試管中產(chǎn)生氣泡速率較快，說明銅等與酸不反應的雜質能夠促進鋅和酸的反應