13.為研究鋁和銅的金屬活動性,某研究小組進行如下探究.
(1)小明設計的實驗方案是:將打磨的鋁片和銅片分別放入稀鹽酸中,觀察反應的現(xiàn)象.寫出鋁與鹽酸反應的化學方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑.
(2)小芳將鋁片放入氯化銅溶液中,看到有大量氣泡逸出,且在一段時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡越來越快,收集該氣體可點燃,則生成的氣體可能是氫氣(或“H2”).
(3)小芳在(2)實驗中,還觀察到鋁片與濃氯化銅溶液反應時還有“白色沉淀”這一異常現(xiàn)象.
【提出問題】鋁片與濃氯化銅溶液反應反應出現(xiàn)的白色沉淀的組成是什么?
【查閱文獻】①AlCl3為無色透明晶體或白色而微帶淺黃色的固體,易溶于水和乙醇.
②CuCl為白色固體,不溶于水、乙醇;溶于濃鹽酸且溶液變藍色.
【提出合理假設】
假設a:該白色沉淀可能含有CuCl(或者“CuCl”和“AlCl3”);
假設b:該白色沉淀可能含有AlCl3
假設c:該白色沉淀可能含有Al.
【設計并完成實驗】取白色沉淀分別進行如下實驗:
實驗編號實驗操作實驗現(xiàn)象
加入適量濃鹽酸無氣泡,固體溶解,得到褐色溶液
加入適量無水乙醇    固體部分溶解
加入適量濃氨水固體部分溶解,得到藍色溶液
【得出結(jié)論】實驗①可判斷假設c不成立(填“成立”或“不成立”),再結(jié)合實驗②和③可得出該白色沉淀的成分是CuCl和AlCl3
(4)室溫時,小芳將等質(zhì)量的相同鋁片分別放入氯化銅溶液和硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)鋁片和氯化銅溶液反應劇烈.
【發(fā)現(xiàn)問題】為什么鋁片與氯化銅溶液反應比與硫酸銅溶液反應更劇烈呢?
【提出假設】①Cl-使銅鹽和鋁的反應容易進行.②氯化銅溶液和硫酸銅溶液的濃度不同所致.
【設計實驗】為驗證假設①是否正確,請設計一個合理的實驗:取打磨的鋁片放在一定體積的硫酸銅溶液中,滴加氯化鈉溶液.

分析 (1)鋁在金屬活動性順序表中位于氫之前,為活潑金屬,根據(jù)活潑金屬可置換出酸中的氫,鋁與稀鹽酸反應可生成氯化鋁和氫氣;
(2)根據(jù)題目所給信息,小芳將鋁片放入氯化銅溶液中產(chǎn)生氣泡且該氣體可點燃,則判斷生成的氣體可能是氫氣;
(3)【提出合理假設】根據(jù)文獻對鋁及氯化鋁的介紹,可猜測白色沉淀為CuCl(或者“CuCl”和“AlCl3”的混合物);
【得出結(jié)論】實驗①加入適量濃鹽酸固體全部溶解,無氣泡產(chǎn)生,說明該白色沉淀不含有與酸產(chǎn)生氣體的物質(zhì);實驗②加入適量的乙醇都可觀察到有部分固體物質(zhì)被溶解,說明固體中還含有易溶于乙醇的氯化鋁,剩余的物質(zhì)為氯化亞銅;
(4)根據(jù)題目給出的信息“等質(zhì)量的相同鋁片分別放入氯化銅溶液和硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)鋁片和氯化銅溶液反應劇烈”得出科學的推理判斷.

解答 解:(1)活潑金屬鋁與鹽酸發(fā)生置換反應,生成氯化鋁和氫氣;
故答案為:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑;
(2)根據(jù)題目所給信息,小芳將鋁片放入氯化銅溶液中,看到有大量氣泡逸出,且在一段時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡越來越快,收集該氣體可點燃,則判斷生成的氣體可能是氫氣;
故答案為:氫氣;
(3)【提出合理假設】根據(jù)文獻對鋁及氯化鋁的介紹,可猜測白色沉淀為CuCl(或者“CuCl”和“AlCl3”的混合物);
故答案為:CuCl(或者“CuCl”和“AlCl3”的混合物);
【得出結(jié)論】實驗①加入適量濃鹽酸固體全部溶解,無氣泡產(chǎn)生,說明該白色沉淀不含有與酸產(chǎn)生氣體的物質(zhì),即猜想c不能成立;實驗②加入適量的乙醇都可觀察到有部分固體物質(zhì)被溶解,說明固體中還含有易溶于乙醇的氯化鋁,剩余的物質(zhì)為氯化亞銅,因此,可得出該白色沉淀的成分是CuCl和AlCl3;
故答案為:不成立;CuCl和AlCl3
(4)根據(jù)題目給出的信息“等質(zhì)量的相同鋁片分別放入氯化銅溶液和硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)鋁片和氯化銅溶液反應劇烈”,結(jié)合溶液濃度對反應速率的影響,可做兩個方面的推理:①Cl-使銅鹽和鋁的反應容易進行.②氯化銅溶液和硫酸銅溶液的濃度不同所致;為驗證假設①是否正確,請設計一個合理的實驗:取打磨的鋁片放在一定體積的硫酸銅溶液中,滴加氯化鈉溶液.
故答案為:
(1)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑;
(2)氫氣(或“H2”);
(3)CuCl(或者“CuCl”和“AlCl3”);不成立;CuCl和AlCl3;
(4)氯化銅溶液和硫酸銅溶液的濃度不同所致;取打磨的鋁片放在一定體積的硫酸銅溶液中,滴加氯化鈉溶液.(其它合理答案均可)

點評 對于受多種因素影響的實驗,在進行對比實驗時,除所要探究的影響因素外,其它影響因素應控制相同.

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