Question

某研究性學習小組探究如下實驗：在常溫下，取兩片質量相等、外形和組成相同且表面經過砂紙打磨完全去掉氧化膜的鋁片，分別加入盛有相同體積、H＋濃度相同的稀硫酸和稀鹽酸的兩支大小相同的試管中，發現鋁片在稀鹽酸中產生氫氣的反應速率比在稀硫酸中的快。查閱相關資料后得知：化學反應速率主要由參加反應的物質的性質決定，其次是外界因素的影響。

(1)寫出以上反應的離子方程式_______________________________。

(2)出現上述現象的原因可能：假設①SO42—對鋁與H＋的反應有抑制作用；假設②______________________________________。

(3)請設計實驗對上述假設進行驗證：

①____________________________________________；

②____________________________________________。

(4)如果上述假設都成立，要使上述稀硫酸與鋁反應產生氫氣的速率加快，可以采取的措施有：

①__________________________________________________；

②__________________________________________________；

③__________________________________________________；

④__________________________________________________。

 

Answer 1

(1)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑　(2)Cl－對鋁與H＋的反應有促進作用　(3)①向上述稀硫酸中加入少量氯化鈉、氯化鉀等可溶性氯化物，如果能加快反應速率，則假設②成立　②向上述稀鹽酸中加入少量硫酸鈉、硫酸鉀等可溶性硫酸鹽，如果反應速率減小，則假設①成立

(4)①加入可溶性氯化物　②增加H＋濃度　③加熱　④將鋁片換成鋁絲

【解析】(1)金屬與酸反應的實質是金屬與溶液中的H＋反應。(2)本題的難點是如何提出問題。稀硫酸中含有H＋和SO42—，稀鹽酸中含有H＋和Cl－。依題意信息知，外形和組成均相同的鋁與等濃度的酸反應，接觸面積相同，H＋濃度相同，反應在相同溫度下進行，說明二者的溫度、濃度、接觸面積都相同，不同的是溶液中所含陰離子不同，聯想催化劑對化學反應的影響，可能是陰離子對反應的影響不同。(3)針對提出的猜想，設計實驗方案。設計方案可以從正反兩個方面切入。(4)改變條件加快反應，要從影響化學反應速率的因素切入：溫度、濃度、催化劑和固液反應接觸面積。