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13.(6分)利用如图实验装置探究金属的性质。
(1)实验A中纯铜上有明显的划痕,说明了黄铜(铜锌合金)比纯铜
(2)实验B中铁钉生锈了,铁生锈是铁发生化学反应生成了
(3)实验C中比较铁和镁的金属活动性强弱,其中发生反应的化学方程式为
(4)实验D中的明显的反应现象是
(1)实验A中纯铜上有明显的划痕,说明了黄铜(铜锌合金)比纯铜
硬度大
。(2)实验B中铁钉生锈了,铁生锈是铁发生化学反应生成了
$\ce{Fe_{2}O_{3}}$
(写化学式)。(3)实验C中比较铁和镁的金属活动性强弱,其中发生反应的化学方程式为
$\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$
。(2分)(4)实验D中的明显的反应现象是
a试管中铁片没有变化,b试管中铁片表面有红色物质生成,溶液由蓝色变为浅绿色
;由此我们可得出,金属铁、锌、铜的活动性由强到弱的顺序是锌、铁、铜
。答案
13.(1)硬度大 (2)$\ce{Fe_{2}O_{3}}$
(3)$\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$
(4)a试管中铁片没有变化,b试管中铁片表面有红色物质生成,溶液由蓝色变为浅绿色
锌、铁、铜
(3)$\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$
(4)a试管中铁片没有变化,b试管中铁片表面有红色物质生成,溶液由蓝色变为浅绿色
锌、铁、铜
解析
【分析】
本题通过四个实验探究金属的性质，需结合合金特性、铁生锈原理、金属活动性顺序的置换反应规律逐一分析：
1. 实验A利用相互刻画比较合金与纯金属的硬度，合金硬度大于纯金属，纯铜有划痕说明黄铜硬度更大；
2. 实验B探究铁生锈的产物，铁与氧气、水反应生成铁锈；
3. 实验C通过镁、铁与硫酸铝的置换反应，判断镁、铝、铁的活动性强弱；
4. 实验D通过铁与氯化锌、氯化铜的反应现象，验证铁与锌、铜的活动性顺序。
【解析】
(1) 合金的硬度一般大于其组成纯金属，黄铜是铜锌合金，在纯铜上刻画时纯铜留下明显划痕，说明黄铜比纯铜硬度大；
(2) 铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生化学反应，生成的铁锈主要成分为氧化铁，化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$；
(3) 镁的金属活动性强于铝，能与硫酸铝溶液发生置换反应，生成硫酸镁和铝，化学方程式为$\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$；
(4) 铁的活动性弱于锌，不能与氯化锌反应，故a试管无明显现象；铁的活动性强于铜，能与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，故b试管中观察到铁片表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色；由此得出金属活动性顺序为锌＞铁＞铜。
【答案】
(1) 硬度大
(2) $\ce{Fe_{2}O_{3}}$
(3) $\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$
(4) a试管中铁片没有变化，b试管中铁片表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色；锌、铁、铜
【知识点】
合金的硬度、铁的锈蚀、金属活动性顺序
【点评】
本题围绕金属的核心性质设计实验，涵盖合金特性、铁生锈、金属活动性验证等基础知识点，题型常规，注重实验现象与金属性质的对应，适合巩固金属相关知识。
【难度系数】
0.6
本题通过四个实验探究金属的性质，需结合合金特性、铁生锈原理、金属活动性顺序的置换反应规律逐一分析：
1. 实验A利用相互刻画比较合金与纯金属的硬度，合金硬度大于纯金属，纯铜有划痕说明黄铜硬度更大；
2. 实验B探究铁生锈的产物，铁与氧气、水反应生成铁锈；
3. 实验C通过镁、铁与硫酸铝的置换反应，判断镁、铝、铁的活动性强弱；
4. 实验D通过铁与氯化锌、氯化铜的反应现象，验证铁与锌、铜的活动性顺序。
【解析】
(1) 合金的硬度一般大于其组成纯金属，黄铜是铜锌合金，在纯铜上刻画时纯铜留下明显划痕，说明黄铜比纯铜硬度大；
(2) 铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生化学反应，生成的铁锈主要成分为氧化铁，化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$；
(3) 镁的金属活动性强于铝，能与硫酸铝溶液发生置换反应，生成硫酸镁和铝，化学方程式为$\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$；
(4) 铁的活动性弱于锌，不能与氯化锌反应，故a试管无明显现象；铁的活动性强于铜，能与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，故b试管中观察到铁片表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色；由此得出金属活动性顺序为锌＞铁＞铜。
【答案】
(1) 硬度大
(2) $\ce{Fe_{2}O_{3}}$
(3) $\ce{3Mg + Al_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{\;\;}3MgSO_{4} + 2Al}$
(4) a试管中铁片没有变化，b试管中铁片表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色；锌、铁、铜
【知识点】
合金的硬度、铁的锈蚀、金属活动性顺序
【点评】
本题围绕金属的核心性质设计实验，涵盖合金特性、铁生锈、金属活动性验证等基础知识点，题型常规，注重实验现象与金属性质的对应，适合巩固金属相关知识。
【难度系数】
0.6
14.(8分)小柯同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行了如下探究活动。
[查阅资料]铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO₄)溶液。
[猜想与假设]三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
猜想一:Cr＞Al＞Cu
猜想二:Al＞Cr＞Cu
猜想三:
[实验过程]取大小相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
[反思与交流]
(1)用砂纸打磨金属片的目的是
(2)实验一中发生反应的化学方程式是
(3)小柯认为只需选用三种物质进行实验,就可以得出三种金属的活动性强弱,这三种物质可以是
[查阅资料]铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO₄)溶液。
[猜想与假设]三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
猜想一:Cr＞Al＞Cu
猜想二:Al＞Cr＞Cu
猜想三:
Al＞Cu＞Cr
[实验过程]取大小相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
[反思与交流]
(1)用砂纸打磨金属片的目的是
除去金属表面的氧化物
。(2)实验一中发生反应的化学方程式是
$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
。(2分)(3)小柯认为只需选用三种物质进行实验,就可以得出三种金属的活动性强弱,这三种物质可以是
Al、CrSO₄溶液、Cu[或:Al₂(SO₄)₃溶液、Cr、CuSO₄溶液]
(写一种即可)。答案
14.[猜想与假设]Al＞Cu＞Cr
[实验过程]无明显现象 铬不与硫酸铝溶液反应,活动性:Al＞Cr 二
[反思与交流](1)除去金属表面的氧化物
(2)$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3)Al、CrSO₄溶液、Cu[或:Al₂(SO₄)₃溶液、Cr、CuSO₄溶液]
[实验过程]无明显现象 铬不与硫酸铝溶液反应,活动性:Al＞Cr 二
[反思与交流](1)除去金属表面的氧化物
(2)$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3)Al、CrSO₄溶液、Cu[或:Al₂(SO₄)₃溶液、Cr、CuSO₄溶液]
解析
【分析】
要解决本题，需利用金属活动性顺序的判断方法：金属与酸反应产生氢气则活动性在氢前，不反应则在氢后；金属与盐溶液反应时，若金属能置换出盐中的金属，则该金属活动性更强。首先明确三种金属（Al、Cr、Cu）活动性的可能猜想，再结合实验现象推导结论，最后解决反思问题。
1. 猜想部分：三种金属的活动性排列有三种可能，除猜想一（Cr＞Al＞Cu）、猜想二（Al＞Cr＞Cu），剩余猜想为Al＞Cu＞Cr。
2. 实验过程：实验二铜与稀硫酸不反应，故无明显现象；实验三铬与硫酸铝不反应，说明Al活动性强于Cr；结合实验一Cr＞H、实验二H＞Cu，综合得Al＞Cr＞Cu，因此猜想二成立。
3. 反思部分：打磨金属是除去表面氧化膜，防止阻碍反应；实验一为铬与稀硫酸生成硫酸亚铬和氢气；验证三种金属活动性可采用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方案。
【解析】
猜想与假设
三种金属的活动性顺序有三种可能，故猜想三为：$\ce{Al＞Cu＞Cr}$。
实验过程
实验二：铜的活动性在氢后，不与稀硫酸反应，因此实验现象为无明显现象；
实验三：铬与硫酸铝溶液混合无变化，说明铬不能置换出铝，因此实验结论为铬不与硫酸铝溶液反应，活动性：$\ce{Al＞Cr}$；
综合三个实验：实验一得$\ce{Cr＞H}$，实验二得$\ce{H＞Cu}$，实验三得$\ce{Al＞Cr}$，故三种金属活动性为$\ce{Al＞Cr＞Cu}$，因此猜想二成立。
反思与交流
(1) 金属表面易形成致密氧化膜，打磨的目的是除去金属表面的氧化物，防止氧化膜阻碍金属与酸或盐溶液的反应；
(2) 实验一中铬与稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气，化学方程式为：$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}=CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；
(3) 验证三种金属活动性，可选择“两金夹一盐”（如$\ce{Al}$、$\ce{CrSO_{4}}$溶液、$\ce{Cu}$，铝能置换出铬，铜不能，证明$\ce{Al＞Cr＞Cu}$），或“两盐夹一金”（如$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$溶液、$\ce{Cr}$、$\ce{CuSO_{4}}$溶液，铬能置换铜，不能置换铝，证明$\ce{Al＞Cr＞Cu}$），故写一种即可，如$\ce{Al}$、$\ce{CrSO_{4}}$溶液、$\ce{Cu}$。
【答案】
[猜想与假设]$\ce{Al＞Cu＞Cr}$；
[实验过程]无明显现象；铬不与硫酸铝溶液反应，活动性：$\ce{Al＞Cr}$；二；
[反思与交流](1)除去金属表面的氧化物；(2)$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}=CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；(3)$\ce{Al}$、$\ce{CrSO_{4}}$溶液、$\ce{Cu}$（或$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$溶液、$\ce{Cr}$、$\ce{CuSO_{4}}$溶液）
【知识点】
金属活动性顺序、化学方程式书写、实验探究设计
【点评】
本题是金属活动性顺序探究的典型题型，通过实验设计与现象分析推导金属活动性，考查学生对金属活动性判断方法的掌握，以及实验方案的设计能力，是初中化学的重点题型。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需利用金属活动性顺序的判断方法：金属与酸反应产生氢气则活动性在氢前，不反应则在氢后；金属与盐溶液反应时，若金属能置换出盐中的金属，则该金属活动性更强。首先明确三种金属（Al、Cr、Cu）活动性的可能猜想，再结合实验现象推导结论，最后解决反思问题。
1. 猜想部分：三种金属的活动性排列有三种可能，除猜想一（Cr＞Al＞Cu）、猜想二（Al＞Cr＞Cu），剩余猜想为Al＞Cu＞Cr。
2. 实验过程：实验二铜与稀硫酸不反应，故无明显现象；实验三铬与硫酸铝不反应，说明Al活动性强于Cr；结合实验一Cr＞H、实验二H＞Cu，综合得Al＞Cr＞Cu，因此猜想二成立。
3. 反思部分：打磨金属是除去表面氧化膜，防止阻碍反应；实验一为铬与稀硫酸生成硫酸亚铬和氢气；验证三种金属活动性可采用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方案。
【解析】
猜想与假设
三种金属的活动性顺序有三种可能，故猜想三为：$\ce{Al＞Cu＞Cr}$。
实验过程
实验二：铜的活动性在氢后，不与稀硫酸反应，因此实验现象为无明显现象；
实验三：铬与硫酸铝溶液混合无变化，说明铬不能置换出铝，因此实验结论为铬不与硫酸铝溶液反应，活动性：$\ce{Al＞Cr}$；
综合三个实验：实验一得$\ce{Cr＞H}$，实验二得$\ce{H＞Cu}$，实验三得$\ce{Al＞Cr}$，故三种金属活动性为$\ce{Al＞Cr＞Cu}$，因此猜想二成立。
反思与交流
(1) 金属表面易形成致密氧化膜，打磨的目的是除去金属表面的氧化物，防止氧化膜阻碍金属与酸或盐溶液的反应；
(2) 实验一中铬与稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气，化学方程式为：$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}=CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；
(3) 验证三种金属活动性，可选择“两金夹一盐”（如$\ce{Al}$、$\ce{CrSO_{4}}$溶液、$\ce{Cu}$，铝能置换出铬，铜不能，证明$\ce{Al＞Cr＞Cu}$），或“两盐夹一金”（如$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$溶液、$\ce{Cr}$、$\ce{CuSO_{4}}$溶液，铬能置换铜，不能置换铝，证明$\ce{Al＞Cr＞Cu}$），故写一种即可，如$\ce{Al}$、$\ce{CrSO_{4}}$溶液、$\ce{Cu}$。
【答案】
[猜想与假设]$\ce{Al＞Cu＞Cr}$；
[实验过程]无明显现象；铬不与硫酸铝溶液反应，活动性：$\ce{Al＞Cr}$；二；
[反思与交流](1)除去金属表面的氧化物；(2)$\ce{Cr + H_{2}SO_{4}=CrSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；(3)$\ce{Al}$、$\ce{CrSO_{4}}$溶液、$\ce{Cu}$（或$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$溶液、$\ce{Cr}$、$\ce{CuSO_{4}}$溶液）
【知识点】
金属活动性顺序、化学方程式书写、实验探究设计
【点评】
本题是金属活动性顺序探究的典型题型，通过实验设计与现象分析推导金属活动性，考查学生对金属活动性判断方法的掌握，以及实验方案的设计能力，是初中化学的重点题型。
【难度系数】
0.6
