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5.（2024·北京）用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1中,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是
(2)实验2中反应的化学方程式为
(3)实验3中能证明铁的金属活动性比铜强的现象是
(1)实验1中,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是
导电性
。(2)实验2中反应的化学方程式为
$Fe + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$
。(3)实验3中能证明铁的金属活动性比铜强的现象是
铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
。答案
5. (1)导电性 (2)$Fe + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$ (3)铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
解析
【分析】
本题通过三个实验验证金属的性质，需结合金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序分析：
1. 实验1中灯泡发光说明电路导通，体现铁传导电流的性质；
2. 实验2中铁在金属活动性顺序中位于氢前，能与稀硫酸发生置换反应；
3. 实验3利用金属活动性顺序，铁能置换硫酸铜中的铜，通过对应现象证明铁的活动性比铜强。
【解析】
(1) 实验1中，电路接入铁丝后灯泡发光，说明铁丝可传导电流，体现铁具有导电性；
(2) 实验2中，铁与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；
(3) 实验3中，铁的金属活动性强于铜，将铁丝放入硫酸铜溶液时，铁置换出铜，同时生成硫酸亚铁，因此观察到：铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，该现象可证明铁的金属活动性比铜强。
【答案】
(1) 导电性
(2) $\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3) 铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
【知识点】
金属的导电性、金属与酸的反应、金属活动性顺序
【点评】
本题结合实验考查金属的基础性质，属于金属性质的常规考查，需掌握金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题通过三个实验验证金属的性质，需结合金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序分析：
1. 实验1中灯泡发光说明电路导通，体现铁传导电流的性质；
2. 实验2中铁在金属活动性顺序中位于氢前，能与稀硫酸发生置换反应；
3. 实验3利用金属活动性顺序，铁能置换硫酸铜中的铜，通过对应现象证明铁的活动性比铜强。
【解析】
(1) 实验1中，电路接入铁丝后灯泡发光，说明铁丝可传导电流，体现铁具有导电性；
(2) 实验2中，铁与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；
(3) 实验3中，铁的金属活动性强于铜，将铁丝放入硫酸铜溶液时，铁置换出铜，同时生成硫酸亚铁，因此观察到：铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，该现象可证明铁的金属活动性比铜强。
【答案】
(1) 导电性
(2) $\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3) 铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
【知识点】
金属的导电性、金属与酸的反应、金属活动性顺序
【点评】
本题结合实验考查金属的基础性质，属于金属性质的常规考查，需掌握金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
6. (2025·潍坊改编)金属铝在现代工业生产和生活中应用广泛。某兴趣小组从不同角度对铝的知识进行建构。
Ⅰ.铝的原子结构
(1)图1为铝原子结构示意图,能量最高的电子在第
Ⅱ.铝的性质
(2)将未经打磨的铝箔放入盛有足量稀硫酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内压强随时间变化的曲线如图2所示。BC段发生反应的化学方程式是
(3)将铝片插入$CuSO_{4}$溶液中,一段时间后,观察到铝片表面析出一层红色物质,同时溶液颜色变浅,发生反应的化学方程式是
Ⅲ.铝的应用
(4)铝粉和$Fe_{2}O_{3}$在高温下发生反应:$2AlFe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}FeAl_{2}O_{3}$,可用于制备金属纳米复合材料,该反应属于
Ⅰ.铝的原子结构
(1)图1为铝原子结构示意图,能量最高的电子在第
三(或3)
层,铝原子在化学反应中容易失去
(选填“得到”或“失去”)电子。Ⅱ.铝的性质
(2)将未经打磨的铝箔放入盛有足量稀硫酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内压强随时间变化的曲线如图2所示。BC段发生反应的化学方程式是
$2Al + 3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}\uparrow$
,CD段容器内压强减小的原因是装置内温度下降
。(3)将铝片插入$CuSO_{4}$溶液中,一段时间后,观察到铝片表面析出一层红色物质,同时溶液颜色变浅,发生反应的化学方程式是
$2Al + 3CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$
。图3是该反应的微观示意图,请用文字描述该反应的微观实质:$Al$失去电子变成$Al^{3+}$,$Cu^{2+}$得到电子变成$Cu$
。Ⅲ.铝的应用
(4)铝粉和$Fe_{2}O_{3}$在高温下发生反应:$2AlFe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}FeAl_{2}O_{3}$,可用于制备金属纳米复合材料,该反应属于
置换反应
(填反应基本类型)。答案
6. (1)三(或3) 失去 (2)$2Al + 3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}\uparrow$ 装置内温度下降 (3)$2Al + 3CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$ $Al$失去电子变成$Al^{3+}$,$Cu^{2+}$得到电子变成$Cu$ (4)置换反应
解析
【分析】
本题围绕铝的原子结构、化学性质及反应类型展开，需结合原子结构规律、金属与酸/盐的反应原理、反应类型特征等知识点逐一分析：
1. 原子结构部分：根据核外电子排布规律，离核越远的电子能量越高，结合铝原子的电子层排布判断能量最高的电子层；最外层电子数决定得失电子倾向，铝最外层电子数小于4，易失电子。
2. 铝与稀硫酸反应部分：未经打磨的铝箔表面有氧化铝，先氧化铝与酸反应，后续铝与酸反应生成氢气使压强增大；反应放热，温度降低会导致压强减小。
3. 铝与硫酸铜反应部分：利用金属活动性顺序判断置换反应，结合化学方程式书写规则写反应式；微观实质从粒子得失电子角度分析。
4. 反应类型判断：根据置换反应“单质+化合物→新单质+新化合物”的特征判断。
【解析】
(1) 铝原子的核外电子排布为2、8、3，电子层中离原子核越远能量越高，因此能量最高的电子在第三层；铝原子最外层电子数为3，在化学反应中易失去3个电子达到相对稳定结构，故填三(或3)、失去。
(2) 未经打磨的铝箔表面的氧化铝反应完后，铝与稀硫酸反应生成氢气，对应BC段反应的化学方程式为$2Al + 3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}\uparrow$；铝与稀硫酸的反应为放热反应，CD段温度逐渐恢复至室温，容器内气体压强随温度降低而减小，故压强减小的原因是装置内温度下降。
(3) 铝的金属活动性强于铜，能与硫酸铜发生置换反应，化学方程式为$2Al + 3CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$；反应的微观实质是铝原子失去电子变成铝离子，铜离子得到电子变成铜原子。
(4) 该反应是单质（Al）与化合物（$Fe_{2}O_{3}$）反应生成新单质（Fe）和新化合物（$Al_{2}O_{3}$），符合置换反应的特征，故属于置换反应。
【答案】
6. (1)三(或3) 失去 (2)$2Al + 3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}\uparrow$ 装置内温度下降 (3)$2Al + 3CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$ Al失去电子变成$Al^{3+}$，$Cu^{2+}$得到电子变成Cu (4)置换反应
【知识点】
原子结构与元素性质、金属的化学性质、置换反应
【点评】
本题聚焦铝的核心基础知识，结合实验现象、微观示意图考查，注重知识的应用，难度适中，是初中化学的高频考点题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕铝的原子结构、化学性质及反应类型展开，需结合原子结构规律、金属与酸/盐的反应原理、反应类型特征等知识点逐一分析：
1. 原子结构部分：根据核外电子排布规律，离核越远的电子能量越高，结合铝原子的电子层排布判断能量最高的电子层；最外层电子数决定得失电子倾向，铝最外层电子数小于4，易失电子。
2. 铝与稀硫酸反应部分：未经打磨的铝箔表面有氧化铝，先氧化铝与酸反应，后续铝与酸反应生成氢气使压强增大；反应放热，温度降低会导致压强减小。
3. 铝与硫酸铜反应部分：利用金属活动性顺序判断置换反应，结合化学方程式书写规则写反应式；微观实质从粒子得失电子角度分析。
4. 反应类型判断：根据置换反应“单质+化合物→新单质+新化合物”的特征判断。
【解析】
(1) 铝原子的核外电子排布为2、8、3，电子层中离原子核越远能量越高，因此能量最高的电子在第三层；铝原子最外层电子数为3，在化学反应中易失去3个电子达到相对稳定结构，故填三(或3)、失去。
(2) 未经打磨的铝箔表面的氧化铝反应完后，铝与稀硫酸反应生成氢气，对应BC段反应的化学方程式为$2Al + 3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}\uparrow$；铝与稀硫酸的反应为放热反应，CD段温度逐渐恢复至室温，容器内气体压强随温度降低而减小，故压强减小的原因是装置内温度下降。
(3) 铝的金属活动性强于铜，能与硫酸铜发生置换反应，化学方程式为$2Al + 3CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$；反应的微观实质是铝原子失去电子变成铝离子，铜离子得到电子变成铜原子。
(4) 该反应是单质（Al）与化合物（$Fe_{2}O_{3}$）反应生成新单质（Fe）和新化合物（$Al_{2}O_{3}$），符合置换反应的特征，故属于置换反应。
【答案】
6. (1)三(或3) 失去 (2)$2Al + 3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}\uparrow$ 装置内温度下降 (3)$2Al + 3CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$ Al失去电子变成$Al^{3+}$，$Cu^{2+}$得到电子变成Cu (4)置换反应
【知识点】
原子结构与元素性质、金属的化学性质、置换反应
【点评】
本题聚焦铝的核心基础知识，结合实验现象、微观示意图考查，注重知识的应用，难度适中，是初中化学的高频考点题型。
【难度系数】
0.6
