Question

同學們已經學習了有關金屬的一些知識，對金屬的活動性順序也有了一定的認識．請運用所學知識參與以下探究并回答相關問題：
[實驗一]將4枚潔凈無銹的鐵釘分別放入如圖a、b、c、d 4支試管中

上述實驗中，______試管中的鐵釘最易生銹．設計如圖d實驗的目的是______．鐵生銹的主要原因是鐵與______、______等物質發生了復雜的化學反應．
[實驗二]為了探究Fe、Cu、Al三種金屬的活動性順序，小寧同學做了如圖所示的實驗．

（1）實驗時，為了除去鋁和鐵表面的氧化物或污物，在插入溶液前應將______．
（2）實驗時觀察到的主要現象是______，得出的結論是______．寫出其中一種金屬與硫酸銅溶液反應的化學方程式______．
（3）小成同學認為小寧同學設計的實驗不能達到實驗目的，原因是______，因此另設計一個實驗，才能得出正確的結論．請你設計一個實驗并完成下表：

操作	現象	結論
		三種金屬活動性由強到弱的順序是：Al、Fe、Cu

Answer 1

解：【實驗一】b試管中的鐵釘不但與氧氣和水同時接觸，還與促進其生銹的氯化鈉溶液接觸，所以最易生銹；設計如圖d實驗的目的是探究鐵在的干燥的空氣（沒有水）中是否容易生銹；根據實驗可知鐵生銹的條件是與氧氣和水同時接觸．
故答案為：b；探究鐵在的干燥的空氣（沒有水）中是否容易生銹；氧氣；水；
【實驗二】（1）除去鋁和鐵表面的氧化物或污物，防止影響實驗效果，在插入溶液前應將金屬表面打磨光亮．
故答案為：金屬表面打磨光亮；
（2）鐵和鋁能與硫酸銅溶液反應，置換出銅，我們可以觀察到的現象是：鋁和鐵表面均覆蓋一層紅色的物質；這說明鋁和鐵的金屬活動性比銅強．其中鐵與硫酸銅溶液反應的化學方程式是：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄．
故答案為：鋁和鐵表面均覆蓋一層紅色的物質；鋁和鐵的金屬活動性比銅強；Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
（3）此實驗是為了探究Fe、Cu、Al三種金屬的活動性順序，但上面的實驗只探究出銅與鐵和鋁的活動性強弱，不能比較鐵和鋁的活動性的強弱．我們可把鐵、銅、鋁同時放入稀鹽酸中，銅無明顯現象，鋁反應劇烈生成的氣泡多，鐵反應弱，生成的氣泡少．
故答案為：無法比較鋁和鐵的金屬活動性；
具體見下表：

操作	現象	結論
將相同狀態的鐵、銅、鋁分別放入相同條件下的稀鹽酸中	鋁、鐵表面有氣泡產生，且與稀鹽酸反應時鋁比鐵劇烈．銅無明顯現象．

分析：[實驗一]鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時接觸．酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進金屬生銹；
[實驗二]（1）從污染物可能會影響實驗考慮；
（2）根據鐵和鋁能置換出硫酸銅溶液中的銅考慮；
（3）此實驗只比較出銅與鐵和鋁的活動性強弱，不能比較鐵和鋁的活動性的強弱．設計實驗比較鐵和鋁的活動性的強弱．
點評：對于實驗過程要注意實驗現象，置換反應時中學階段很重要的一個化學反應過程．