Question

某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為比較鎂和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：
（1）用98%的濃硫酸配制l0%的硫酸溶液．現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、量筒，還需要的儀器有

膠頭滴管

；
[方案一]在等質(zhì)量的鎂條和鋁片的兩支試管中，分別與相同體積相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸反應(yīng)，觀察到鎂比鋁反應(yīng)更劇烈，說明

鎂比鋁的金屬活動性強(qiáng)

．
[反思]：有的同學(xué)認(rèn)為這種方案不夠合理，理由是

金屬與酸的接觸面積不同，與酸的反應(yīng)速度也不同

．
[方案二]
（1）連接儀器組裝成如右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置．某學(xué)生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)被拉出的針筒活塞一段時間后又回到原來的位置，你認(rèn)為該裝置是否漏氣？

不漏氣

．
（2）依次進(jìn)行鎂、鋁與硫酸反應(yīng)，寫出鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Mg+H₂S0₄═MgS0₄十H₂↑

；要比較兩種金屬活動性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣所需要的時間；還可測定

相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積

．
[拓展]鎂與鋁分別與足量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為l0%稀硫酸反應(yīng)，如制得相同質(zhì)量的氫氣，則鎂與鋁的質(zhì)量比為

4：3

．
[方案三]請設(shè)計一個與上述實(shí)驗(yàn)不同的方案，比較鎂和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱：

將鎂條、鋁條分別在空氣中點(diǎn)燃，比較現(xiàn)象

．

Answer 1

分析：【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】（1）根據(jù)配制溶液操作分析用到的儀器，并根據(jù)稀釋濃硫酸的要求及注意事項(xiàng)分析；
【方案一】根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度比較金屬的活動性；
【反思】根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析解答；
【方案二】（1）根據(jù)檢查裝置氣密性的原理分析；
（2）根據(jù)鎂與硫酸的反應(yīng)原理寫出方程式；比較兩種金屬活動性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣所需要的時間；還可測定等時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積；
【拓展】根據(jù)鎂與酸反應(yīng)時化合價為+2價、鋁與酸反應(yīng)時的化合價為+3價，利用一定量金屬完全反應(yīng)產(chǎn)生氫氣質(zhì)量=

金屬元素化合價

金屬相對原子質(zhì)量

×金屬質(zhì)量，可以較簡單地計算出產(chǎn)生相同質(zhì)量氫氣時，消耗掉鎂和鋁的質(zhì)量比；
【方案三】根據(jù)鎂鋁與氧氣的反應(yīng)設(shè)計實(shí)驗(yàn)．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】（1）用98%的濃硫酸配制l0%的硫酸溶液．除了需要上述儀器外，還 需要用到量筒量取濃硫酸以及水的體積，接近刻度線時用膠頭滴管；在稀釋濃硫酸時，一定要把濃硫酸慢慢注入水中，并不斷攪拌；
【方案一】由于兩種金屬與硫酸反應(yīng)時鎂比鋁反應(yīng)更劇烈，說明鎂比鋁的活動性強(qiáng)；
【反思】由于用的是鎂條和鋁片，金屬與酸的接觸面積不同，也能影響金屬與酸反應(yīng)的速率；所以沒控制相同的條件，金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢，也會受到影響；
【方案二】（1）如果裝置不漏氣，針筒的活塞被拉出一段后，針筒內(nèi)壓強(qiáng)變小，在大氣壓的作用下，活塞一段時間后又回到原來的位置；
（2）鎂與硫酸反應(yīng)生成了硫酸鎂和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Mg+H₂S0₄═MgS0₄十H₂↑；要比較兩種金屬活動性強(qiáng)弱，可以測定兩種金屬與硫酸反應(yīng)得到相同體積氫氣所需要的時間；還可測定相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積；
【拓展】假設(shè)消耗鎂的質(zhì)量為M，消耗鋁的質(zhì)量為A，

2

24

×M=

3

27

×A 解得 M：A=4：3；
【方案三】由于鎂、鋁的活潑性不同，在空中與氧氣的反應(yīng)不同．所以，比較鎂和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱，還可設(shè)計實(shí)驗(yàn)：將鎂條、鋁條分別在空氣中點(diǎn)燃，比較現(xiàn)象的不同進(jìn)行分析；
故答案為：【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】（1）膠頭滴管；  
【方案一】鎂比鋁的金屬活動性強(qiáng)；
【反思】金屬與酸的接觸面積不同，與酸的反應(yīng)速度也不同；
【方案二】（1）不漏氣；   
 （2）Mg+H₂S0₄═MgS0₄十H₂↑；相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積；
【拓展】4：3；
【方案三】將鎂條、鋁條分別在空氣中點(diǎn)燃，比較現(xiàn)象；

點(diǎn)評：本題是一道綜合知識題目，考查的角度較廣，難度較大，既考查了對金屬活動性順序的掌握和應(yīng)用，又考查了金屬與酸反應(yīng)時的質(zhì)量計算，要求同學(xué)們要根據(jù)題意認(rèn)真分析解答．