Question

3．在不銹鋼中加入一定比例的金屬鉻（Cr）能提高耐腐蝕能力，為了解金屬鉻與常見金屬 鋁、銅在金屬活動性順序中的相對位置關系，兩同學進行了如下探究活動．
【猜想和假設】根據所學知識，猜想三種金屬在金屬活動順序中的相對位置關系：
猜想一：Cr  Al   Cu     猜想二：Al    Cr   Cu    猜想三：Al、Cu、Cr；
【實驗和探究】
（1）小王的實驗：取大小相同的鋁、鉻、銅三種金屬片（均用砂紙打磨光亮）

實驗步驟	實驗現象	解釋與結論
分別取3支試管，向其中加入相同質量（體積）相同濃度的稀硫酸，然后將鋁、鉻、銅三種金屬分別插入三支試管中．	鋁片表面產生的氣泡較快； 鉻片表面產生氣泡較緩慢，溶液變藍色； 銅片無明顯現象．	猜想二成立； 鉻與稀硫酸反應生成藍色的硫酸亞鉻（CrSO4）溶液，該反應的化學方程式為Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑．

（2）小張的實驗：只選用了三種藥品進行實驗，也得出了三種金屬在金屬活動順序中的相對位置關系，則他選用的三種藥品可能是Al、CrSO₄、Cu或Al₂（SO₄）₃、Cr、CuSO₄；
【總結與歸納】由上述實驗得出比較金屬活動性強弱的方法是：通過金屬與酸反應比較（或：通過金屬與鹽溶液反應比較）．

Answer 1

分析 【猜想和假設】根據所學知識，猜想三種金屬在金屬活動順序中的相對位置關系，鋁和銅的關系為Al＞Cu，所以Cr可能在二者之前，二者中間，二者之后，由結合題中已有猜想進行解答；
【實驗的探究】（1）三種不同金屬與相同的酸反應驗證金屬活動順序時，所用酸質量（體積）和濃度要相同（酸的質量（體積）濃度影響金屬與酸的反應的速度）；根據實驗現象進行判斷，并根據鉻與硫酸反應生成硫酸亞鉻書寫化學方程式；
根據三種金屬的活動性順序選擇藥品，可選擇兩頭金屬中間鹽，中間金屬兩頭鹽．
【歸納】根據金屬和酸反應產生氣泡的快慢、金屬和鹽溶液的反應判斷金屬性強弱．

解答 解：【猜想和假設】鋁和銅的金屬活動性鋁比銅強，再將鉻與二者比較將出現三種情況：（1）Cr＞Al＞Cu；（2）Al＞Cr＞Cu；（3）Al＞Cu＞Cr；
【實驗和探究】要利用金屬與酸反應比較金屬的活動性強弱時，要用相同質量（體積）的酸且濃度要相同，因為濃度影響金屬與酸的反應速率；
根據實驗現象：鋁片表面產生的氣泡較快；鉻片表面產生氣泡較緩慢，可知猜想二正確；
由題中信息可知，鉻能與稀硫酸反應，生成藍色的硫酸亞鉻（CrSO₄）溶液，結合實驗一有氣泡產生，應該是氫氣，根據質量守恒定律配平為：Cr+H₂SO₄═CrSO₄+H₂↑；
（2）如果已知三種金屬的活動性順序，用活動性位于中間的金屬與另兩種金屬的鹽溶液反應；或用活動性位于中間的金屬的鹽溶液與另兩種金屬反應，都可以驗證三種金屬的活動性順序．故可選擇：Al、CrSO₄、Cu或Al₂（SO₄）₃、Cr、CuSO₄等；
【總結與歸納】由上述實驗得出比較金屬活動性強弱的方法有①通過金屬與酸反應比較；②通過金屬與鹽溶液反應比較．
故答案為：【猜想和假設】Al、Cu、Cr
【實驗與探究】
（1）質量和濃度（或體積和溶質質量分數）；二；Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑
（2）Al、CrSO₄溶液、Cu（或Cr、Al₂（SO₄）₃溶液、CuSO₄溶液）
【總結與歸納】
通過金屬與酸反應比較（或：通過金屬與鹽溶液反應比較）（其他合理答案也可）

點評 本題考查的是金屬的活動性順序的探究，是近幾年來中考考查的重點內容之一．本題型考查實驗設計的同時，也考查了學生對實驗設計題的評價能力，希望同學們認真把握．