Question

在一次學生實驗中，學生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應，發現：鋁片與稀鹽酸反應現象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應．這和教材中“鋁能跟稀鹽酸或稀硫酸反應生成氫氣“的說法不一致．為排除因試劑變質等因素造成的影響，該學生在教師的指導下重新進行下列實驗，驗證是否存在上述現象．
實驗用品：儀器（略，凡是實驗需要的都有）
藥品：3.0mol/L鹽酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸，相同大小的鋁片（純度＞99.5%）
實驗過程：往三支相同的試管中分別加入相同的鋁片各一片，再往試管中分別加入等體積的 3.0mol/L鹽酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸，觀察反應進行到1、2、5、15、20分鐘時的鋁與酸反應的情況．結果如下：

反應進程（分鐘）	1	2	5	15	20
3.0mol/L鹽酸	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應劇烈	鋁片耗盡
1.5mol/L硫酸	均無明顯現象（無氣泡產生）
3.0mol/L硫酸	均無明顯現象（無氣泡產生）

通過上述實驗可知，無論是用1.5mol/L硫酸還是3.0mol/L硫酸，均無明顯的現象，而3.0mol/L鹽酸與鋁片反應的現象卻十分明顯．
（1）寫出鋁與酸反應的離子方程式

 

（2）反應1～15min內，鋁與鹽酸的反應速率逐漸加快，其原因是

 

．
（3）根據以上探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應差異的原因”，你能對問題原因作出哪些假設或猜想（列出兩種即可）？
假設一：

 

假設二：

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素,性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）鋁與酸中的氫離子反應生成鋁離子和氫氣；
（2）溫度越高反應速率越快，金屬和酸的反應是放熱反應；
（3）利用固定變量法探究氯離子和硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應的影響．

解答： 解：（1）鋁與酸反應生成鋁離子和氫氣，離子方程式為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）反應1～15min內，鋁與酸的反應是放出熱量的，導致溫度升高，使化學反應速率加快，
故答案為：反應放出熱量，溫度升高，使化學反應速率加快；
（3）在鋁的表面有一層致密氧化鋁薄膜，當加入鹽酸和硫酸溶時，酸液首先與氧化鋁薄膜反應，由反應的現象可知，鋁片和稀鹽酸反應現象明顯，而和稀硫酸幾乎不反應，比較鹽酸和硫酸溶液中含有的離子的不同，出現這種現象的原因可能是：氯離子促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應，硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用，所以假設一：氯離子促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應；假設二：硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用；
故答案為：促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應；硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用．

點評：本題是一道實驗探究題，考查了催化劑對化學反應速率的影響，本題難度中等，解題的方法是：利用固定變量法設計實驗論證假設．