Question

【題目】某化學(xué)興趣小組同學(xué)以“比較鋁和鋅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱”為課題進(jìn)行探究,下面是小華同學(xué)和小明同學(xué)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(dòng)性更強(qiáng)?

（實(shí)驗(yàn)原理）小華同學(xué)利用常溫下兩種金屬與酸反應(yīng),測(cè)定收集等體積氫氣所需的時(shí)間,判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱;小明同學(xué)利用金屬與鹽溶液的反應(yīng)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)一:上圖是小華的實(shí)驗(yàn)裝置圖,實(shí)驗(yàn)中B處宜采用的氣體收集方法是________。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)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(shí)間	42s	64s
實(shí)驗(yàn)結(jié)論	根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出Zn____Al(填“＞” “＜”或“=”

實(shí)驗(yàn)二:小明的實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將表面打磨過的鋁片插入硫酸鋅溶液中	______	金屬活動(dòng)性：Al＞Zn

（分析與評(píng)價(jià)）

①寫出鋁與硫酸鋅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________；

②兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論剛好相反,你判斷______同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論錯(cuò)誤,理由是__________。

（實(shí)驗(yàn)延伸）為了研究金屬與酸反應(yīng)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(yīng),發(fā)現(xiàn)粗鋅反應(yīng)速率更快。

（查閱資料）粗鋅中含有銅等與酸不反應(yīng)的雜質(zhì)

（猜想與假設(shè)）造成粗鋅反應(yīng)速率更快的原因可能是___________。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證你的猜想。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)可能的現(xiàn)象及結(jié)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(shí)間短，是因?yàn)殇\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(yīng)的雜質(zhì)能夠促進(jìn)鋅和酸的反應(yīng) 取相等質(zhì)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(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)的雜質(zhì)能夠促進(jìn)鋅和酸的反應(yīng)

【解析】

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
實(shí)驗(yàn)一：如圖是小華的實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)驗(yàn)中B處宜采用的氣體收集方法是排水法，這是因?yàn)槔�用排水法收集氣體時(shí)，容易及時(shí)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(shí)間短，說明鋅比鋁活潑，實(shí)驗(yàn)過程如下所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)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(shí)間	42s	64s
實(shí)驗(yàn)結(jié)論	根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出Zn＞Al

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程如下所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)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(dòng)性： Al＞Zn

[分析與評(píng)價(jià)]
①鋁與硫酸鋅溶液反應(yīng)生成硫酸鋁和鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn。
故填：2Al+3ZnSO4═Al2（SO4）3+3Zn。
②兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論剛好相反，小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論錯(cuò)誤，理由是鋁比鋅活潑，之所以收集相同體積氣體鋅需要時(shí)間短，是因?yàn)殇\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(shí)間短，是因?yàn)殇\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(shè)]
造成粗鋅反應(yīng)速率更快的原因可能是銅等與酸不反應(yīng)的雜質(zhì)能夠促進(jìn)鋅和酸的反應(yīng)。
故填：銅等與酸不反應(yīng)的雜質(zhì)能夠促進(jìn)鋅和酸的反應(yīng)。
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]
實(shí)驗(yàn)方案如下所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)可能的現(xiàn)象及結(jié)論
取相等質(zhì)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(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)的雜質(zhì)能夠促進(jìn)鋅和酸的反應(yīng)