【題目】某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)欲通過實(shí)驗(yàn)探究金屬的性質(zhì)。

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹孔C明金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱:Al > Cu

【設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)】小組內(nèi)的3位同學(xué)分別做了下述實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象

將鋁片直接放入到稀CuCl2溶液中

一段時(shí)間后才出現(xiàn)了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

將用砂紙打磨過的鋁片放入稀CuCl2溶液(與甲實(shí)驗(yàn)濃度相同)中

十幾秒內(nèi)即觀察到明顯現(xiàn)象。

將用砂紙打磨過的鋁片放入稀CuSO4溶液中

在與乙相同的時(shí)間內(nèi)沒有觀察到明顯現(xiàn)象

(1)實(shí)驗(yàn)中,預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________。

(2)對(duì)比甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn),推測(cè)甲同學(xué)開始時(shí)沒有觀察到明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因是________。

該小組同學(xué)進(jìn)一步對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

【提出問題】為什么打磨過的鋁片放入到CuCl2溶液和CuSO4溶液中觀察到的現(xiàn)象不同呢?

【微觀探析】查閱資料可知兩個(gè)反應(yīng)的微觀示意圖如下。

(3)圖1反應(yīng)的化學(xué)方程式為________;Al和CuCl2溶液、CuSO4溶液反應(yīng)的微觀本質(zhì)是Al和Cu2+反應(yīng)生成 Al3+______ 。

【提出猜想】根據(jù)上述圖示,小組同學(xué)提出了如下猜想。

猜想1:產(chǎn)生現(xiàn)象不同的原因是CuCl2溶液比CuSO4溶液中含有的Cu2+濃度大。

猜想2:溶液中Cl-對(duì)Al和Cu2+反應(yīng)有促進(jìn)作用。

猜想3:溶液中SO42-對(duì)Al和Cu2+反應(yīng)有阻礙作用。

【設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)】

序號(hào)

實(shí)驗(yàn)方案及操作

現(xiàn)象

結(jié)論

1

乙、丙兩位同學(xué)取Cu2+濃度相同的CuCl2溶液和CuSO4溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

與上述乙、丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同

猜想1______(填“成立”或“不成立”)

2

在同一時(shí)間內(nèi),③最快產(chǎn)生現(xiàn)象,②次之,①無明顯現(xiàn)象

猜想2成立

(5)甲同學(xué)認(rèn)為通過實(shí)驗(yàn)2得到的結(jié)論證據(jù)不充足,其理由是溶液中的__________ 對(duì)實(shí)驗(yàn)可能有干擾。

(6)丙同學(xué)通過查閱資料排除了上述干擾,并模仿實(shí)驗(yàn)2又設(shè)計(jì)了一組3支試管的實(shí)驗(yàn),證明了猜想3也成立。請(qǐng)?jiān)谙铝蟹娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖示。__________

【答案】 鋁片上有紅色物質(zhì)析出 鋁片未打磨,鋁片上的氧化膜阻礙反應(yīng) 2Al +3CuSO4 == 3Cu + Al2(SO4)3 Cu 不成立 Na+

【解析】(1)根據(jù)鋁片與CuCl2溶液反應(yīng)生成銅分析解答;

(2)根據(jù)氧化鋁薄膜阻止反應(yīng)的進(jìn)行分析解答;

(3)根據(jù)鋁和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸鋁解答;

【設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)】1根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象分析解答;

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)2中3支試管內(nèi)加入氯化鈉的多少分析解答;

(6)模仿實(shí)驗(yàn)2解答。

解:(1)鋁片與CuCl2溶液反應(yīng)生成銅。實(shí)驗(yàn)中,預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:鋁片上有紅色物質(zhì)析出;

(2)對(duì)比甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn),由于將鋁片直接放入到稀CuCl2溶液中,乙將用砂紙打磨過的鋁片放入稀CuCl2溶液。推測(cè)甲同學(xué)開始時(shí)沒有觀察到明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因是:鋁片未打磨,鋁片上的氧化膜阻礙反應(yīng);

(3)鋁和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸鋁。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al +3CuSO4 =3Cu + Al2(SO4)3;Al和CuCl2溶液、CuSO4溶液反應(yīng)的微觀本質(zhì)是Al和Cu2+反應(yīng)生成 Al3+和Cu;

【設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)】1由于乙、丙兩位同學(xué)取Cu2+濃度相同的CuCl2溶液和CuSO4溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)。且得到與上述乙、丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。故該實(shí)驗(yàn)不能說明產(chǎn)生現(xiàn)象不同的原因是CuCl2溶液比CuSO4溶液中含有的Cu2+濃度大。故填:不成立 ;

(5)3支試管中,1試管未加氯化鈉,2試管加0.1g氯化鈉,3試管加0.2g氯化鈉,其它都相同。而猜想2是猜想溶液中Cl-對(duì)Al和Cu2+反應(yīng)有促進(jìn)作用。故可能對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾的是溶液中的Na+;

(6)猜想3是猜想溶液中SO42-對(duì)Al和Cu2+反應(yīng)有阻礙作用。模仿實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖示為

練習(xí)冊(cè)系列答案
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