Question

（16分）常溫下，取兩片質(zhì)量相等、外形和組成相同表面經(jīng)過砂紙打磨（完全除掉了氧化物）的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H⁺)相同的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管（相同體積）中制取H₂。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表：

時(shí)間 酸	1 min	2 min	5 min	15 min	20 min
3mol／L HCl	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應(yīng)劇烈	鋁片耗盡
1.5mol／L H2SO4	均無明顯現(xiàn)象(無氣泡)

（1）寫出以上反應(yīng)的離子方程式______________________________________   。

（2）分析上表數(shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是：                                   。

（3）你認(rèn)為出現(xiàn)以上現(xiàn)象的可能原因是（寫出一個(gè)即可）：

__________________________________       ___________________  _；

（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)你的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證：

_______________________________________________     ___________；

(5)如果上述假設(shè)都成立，要使以上稀硫酸與鋁反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣速率加快，可以采取的措施有（列舉三個(gè)）：                                                    

 

Answer 1

【答案】

 (1)2Al+6H⁺==2Al³⁺+3H₂↑（2′）

(2)Al在c(H⁺)相同的鹽酸中反應(yīng)比在硫酸中快得多。（2′）

(3)①Cl^-對(duì)鋁與H⁺反應(yīng)有促進(jìn)作用；②SO₄^2-對(duì)鋁與H⁺反應(yīng)有抑制作用。（3′）

(4)①向以上稀硫酸中加入少量的氯化鈉或氯化鉀（或其他可溶性氯化物）固體，如果都能使反應(yīng)速率加快，則假設(shè)①成立；②向以上稀鹽酸中加入少量的硫酸鈉或硫酸銨（或其他可溶性硫酸鹽）固體，如果都能使反應(yīng)速率減慢，則假設(shè)②成立。（3′）

(5)①加入含有Cl^-的可溶性氯化物；②增加H⁺濃度；③加熱；④將鋁片改換成鋁絲⑤利用不活潑金屬或不活潑金屬可溶性鹽形成原電池等。（每個(gè)2分）

【解析】（1）金屬綠意稀硫酸或鹽酸反應(yīng)放出氫氣，反應(yīng)的離子方程式是

2Al+6H⁺==2Al³⁺+3H₂↑。

（2）根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度及生成的氣泡多少可知，其結(jié)論應(yīng)該是Al在c(H⁺)相同的鹽酸中反應(yīng)比在硫酸中快得多。

（3）根據(jù)題意，兩種溶液中不同的是酸根離子，所以可能的原因是①Cl^-對(duì)鋁與H⁺反應(yīng)有促進(jìn)作用；②SO₄^2-對(duì)鋁與H⁺反應(yīng)有抑制作用。

（4）如果驗(yàn)證以上的假設(shè)，則可以通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，即①向以上稀硫酸中加入少量的氯化鈉或氯化鉀（或其他可溶性氯化物）固體，如果都能使反應(yīng)速率加快，則假設(shè)①成立；②向以上稀鹽酸中加入少量的硫酸鈉或硫酸銨（或其他可溶性硫酸鹽）固體，如果都能使反應(yīng)速率減慢，則假設(shè)②成立。

（5）考查外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響。根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素可知，采取的措施可以是①加入含有Cl^-的可溶性氯化物；②增加H⁺濃度；③加熱；④將鋁片改換成鋁絲⑤利用不活潑金屬或不活潑金屬可溶性鹽形成原電池等。