Question

實驗臺上分類擺放下列藥品，興趣小組欲利用這些藥品進行鋁和銅性質的探究．

Ⅰ．（1）鋁的利用比鐵、銅晚得多，這個事實與下列哪些因素有關______．
A．鋁在地殼中含量高　 B．鋁相對活潑，冶煉較難　 C．鋁的硬度小
（2）鋁制品具有很好的抗腐蝕性能，是因為鋁在空氣中其表面易形成致密的______．該變化的化學方程式為______．
（3）比較鋁和銅的金屬活動性強弱，可選用上述的______ （填序號）試劑進行實驗．Ⅱ．將鋁片插入硫酸銅溶液中，一段時間后取出，鋁片上沒有明顯變化，其原因是______．興趣小組把處理過的鋁片放入硫酸銅溶液中，除鋁片上有紅色金屬析出外，還發現有較多氣泡產生，于是激發了他們的探究欲望．
[提出問題]該氣體是什么呢？
[猜想]甲同學認為可能是氧氣；乙同學認為可能是氫氣；丙同學認為可能是二氧化硫．
[探究實驗]聞該氣體的氣味，發現沒有氣味，排除了______同學的猜想．
對余下兩種氣體猜想進行如下實驗：

實驗步驟	現象	結論
______ ______	木條不復燃	該氣體不是氧氣
收集一試管氣體，用拇指堵住管口，移近酒精燈火焰	發出輕微的爆鳴聲，并產生淡藍色火焰	該氣體是______

[思維拓展]由以上探究實驗可以推知，硫酸銅溶液中有______離子參與反應．

Answer 1

解：Ⅰ．（1）鋁的利用晚于鐵、銅是由于金屬鋁的活動性比鐵、銅強，即選項B鋁相對活潑；由于活動性較強，其冶煉則會相對比較困難；
（2）根據鋁的化學性質，在常溫下，鋁在空氣中與氧氣反應，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步被氧化，從而使鋁有較好的抗腐蝕性，該反應的化學方程式為：4Al+3O₂2Al₂O₃；
（3）根據金屬活動性順序表，排在前面的金屬可以把排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來，故可選③⑤；根據與相同的酸反應，活動性強的反應劇烈，可選①⑤⑥；
Ⅱ．在常溫下，鋁與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化膜，阻止鋁與硫酸銅反應，所以實驗中觀察到鋁片上沒有明顯變化，鋁片沒有發生反應；
[探究實驗]：二氧化硫有強烈的刺激性氣味，聞該氣體的氣味，發現沒有氣味，故可以排除是二氧化硫，即丙同學的猜想．
驗證氧氣用帶火星的木條來驗證，操作步驟是：收集一試管氣體，用帶火星木條檢驗；
[思維拓展]：與鋁反應生成氫氣，根據質量守恒定律，故硫酸銅溶液中有氫離子參與反應．
故答案為：
Ⅰ．（1）B；（2）（氧化鋁）保護膜；4Al+3O₂2Al₂O₃；（3）①⑤⑥或③⑤；
Ⅱ．鋁片表面未用砂紙進行打磨，清除氧化膜等其它合理答案；
[探究實驗]：丙；收集一試管氣體，用帶火星木條檢驗；氫氣；
[思維拓展]：氫
分析：Ⅰ、活動性較強的金屬，其冶煉則會相對比較困難，故利用的就會晚；在常溫下，鋁在空氣中與氧氣反應，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步被氧化；根據金屬活動性順序表，排在前面的金屬可以把排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來；根據與相同的酸反應，活動性強的反應劇烈，來選擇試劑驗證金屬活動性的強弱；
Ⅱ、根據二氧化硫具有強烈的刺激性氣味排除丙同學的猜想；根據氧氣的驗證方法驗證氧氣；發出輕微的爆鳴聲，并產生淡藍色火焰的氣體是氫氣；與鋁反應有氫氣生成的溶液中有氫離子的存在．
點評：本題考查金屬活動性順序等基礎知識，同時還利用鋁的性質，考查了對實驗所出現的意外現象進行分析的能力．