Question

【題目】鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬。某興趣小組對金屬鋁展開了系列研究。

I 研究鋁的化學(xué)性質(zhì)

（1）鋁在常溫下會與氧氣反應(yīng)，表面形成一層致密的氧化膜，化學(xué)方程式為_________ 。 實(shí)驗(yàn)前，需要對鋁的表面先進(jìn)行______________（填操作）處理。興趣小組同學(xué)將鋁處理好后剪 成若干大小相同的小片，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

（2）鋁和酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)	操作	現(xiàn)象	結(jié)論
一	將鋁片放入稀 鹽酸中	______________，試管變燙	鋁能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)放熱
二	將鋁片放入氫 氧化鈉溶液中	鋁表面有氣泡產(chǎn)生，試管變 燙	鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng) 放熱
三	將鋁放入硫酸 銅溶液中	鋁表面有紅色物質(zhì)產(chǎn)生，溶 液逐漸變成無色	金屬活動性：鋁_____銅

實(shí)驗(yàn)一的現(xiàn)象為______________________。實(shí)驗(yàn)二查閱資料：鋁和氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉（NaAlO2）和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。實(shí)驗(yàn)三表明，鋁的金屬活動性_____________（填“大于“或”小于“）銅。

（3）小組同學(xué)將實(shí)驗(yàn)一中的稀鹽酸換成等質(zhì)量、氫離子濃度相同的稀硫酸，相同時(shí)間內(nèi) 發(fā)現(xiàn)鋁片表面產(chǎn)生的氣泡較少，反應(yīng)較慢。

對比上述兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生猜想。 猜想①：稀鹽酸中的氯離子對反應(yīng)可能有促進(jìn)作用。 猜想②：_____。

為驗(yàn)證猜想①是否合理，應(yīng)在鋁和稀硫酸中加入___________（填字母），觀察現(xiàn)象。

A．Na2SO4 B．Na2CO3 C．NaCl

II 測定某鋁樣品中金屬鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

【資料1】氫氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，但不與氨水反應(yīng)。

【資料2】AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl；AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl。

（4）小組同學(xué)稱取4.62g某金屬鋁樣品（樣品中雜質(zhì)僅為氧化鋁），置于圖一燒瓶中，加入足量稀鹽酸至完全反應(yīng)。將反應(yīng)后的液體分成溶液1和溶液2兩等份，設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案（如圖三），通過沉淀質(zhì)量測定樣品中金屬鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

①選擇正確的一種實(shí)驗(yàn)方案，計(jì)算樣品中金屬鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請寫出計(jì)算過程）.

②小組同學(xué)組合圖一和圖二裝置測氫氣體積，燒瓶中反應(yīng)停止即讀出量筒內(nèi)水的體積， 計(jì)算后發(fā)現(xiàn)金屬鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，可能的原因是?

Answer 1

【答案】 4Al+3O2=2Al2O3 打磨（合理皆可） 鋁表面有氣泡產(chǎn)生 2Al+2 NaOH + 2H2O =2NaAlO2 + 3H2↑ 大于 稀硫酸中的硫酸根離子對反應(yīng)可能有抑制作用 C ①算出每份中鋁元素的質(zhì)量 2.07g（或算出整個(gè)樣品中鋁元素的質(zhì)量 4.14g）， 算出每份中氧化鋁質(zhì)量 0.51g（或算出整個(gè)樣品中氧化鋁的質(zhì)量 1.02g）， 算出每份中鋁的質(zhì)量 1.8g，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 77.9%（或算出整個(gè)樣品中鋁的質(zhì)量 3.6g，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 77.9%） 反應(yīng)放熱，導(dǎo)致瓶內(nèi)氣體體積膨脹，排出的水偏多

【解析】（1）根據(jù)鋁和氧氣在常溫下反應(yīng)生成氧化鋁解答；根據(jù)要將鋁表面的氧化物或污物除去解答；（2）根據(jù)鋁的活動性比強(qiáng)及鋁和氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣解答；根據(jù)鋁的活動性比銅強(qiáng)解答；（3）根據(jù)稀鹽酸和稀硫酸中酸根離子不同分析解答；（4）①②根據(jù)反應(yīng)放出熱量分析解答。（1）鋁和氧氣在常溫下反應(yīng)生成氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4Al+3O2=2Al2O3；實(shí)驗(yàn)前，需要對鋁的表面先進(jìn)行打磨處理；（2）鋁的活動性比強(qiáng)，故實(shí)驗(yàn)一的現(xiàn)象為鋁表面有氣泡產(chǎn)生；鋁和氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；實(shí)驗(yàn)三表明，鋁的金屬活動性大于銅；（3）猜想②：稀硫酸中的硫酸根離子對反應(yīng)可能有抑制作用；為驗(yàn)證猜想①是否合理，應(yīng)在鋁和稀硫酸中加入C，觀察現(xiàn)象；（4）①整個(gè)樣品中鋁元素的質(zhì)量=5.98g××2=4.14g，整個(gè)樣品中氧化鋁的質(zhì)量=（4.62-4.14）÷=1.02g，整個(gè)樣品中鋁的質(zhì)量=4.62g-1.02g=3.6g，樣品中金屬鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100％=77.9％；②小組同學(xué)組合圖一和圖二裝置測氫氣體積，燒瓶中反應(yīng)停止即讀出量筒內(nèi)水的體積， 計(jì)算后發(fā)現(xiàn)金屬鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，可能的原因是反應(yīng)放熱，導(dǎo)致瓶內(nèi)氣體體積膨脹，排出的水偏多。