Question

13．為研究鋁和銅的金屬活動(dòng)性，某研究小組進(jìn)行如下探究．
（1）小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：將打磨的鋁片和銅片分別放入稀鹽酸中，觀察反應(yīng)的現(xiàn)象．寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)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(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡越來越快，收集該氣體可點(diǎn)燃，則生成的氣體可能是氫氣（或“H₂”）．
（3）小芳在（2）實(shí)驗(yàn)中，還觀察到鋁片與濃氯化銅溶液反應(yīng)時(shí)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(yīng)反應(yīng)出現(xiàn)的白色沉淀的組成是什么？
【查閱文獻(xiàn)】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(lán)色．
【提出合理假設(shè)】
假設(shè)a：該白色沉淀可能含有CuCl（或者“CuCl”和“AlCl₃”）；
假設(shè)b：該白色沉淀可能含有AlCl₃；
假設(shè)c：該白色沉淀可能含有Al．
【設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】取白色沉淀分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	加入適量濃鹽酸	無氣泡，固體溶解，得到褐色溶液
②	加入適量無水乙醇	固體部分溶解
③	加入適量濃氨水	固體部分溶解，得到藍(lán)色溶液

【得出結(jié)論】實(shí)驗(yàn)①可判斷假設(shè)c不成立（填“成立”或“不成立”），再結(jié)合實(shí)驗(yàn)②和③可得出該白色沉淀的成分是CuCl和AlCl₃．
（4）室溫時(shí)，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(yīng)劇烈．
【發(fā)現(xiàn)問題】為什么鋁片與氯化銅溶液反應(yīng)比與硫酸銅溶液反應(yīng)更劇烈呢？
【提出假設(shè)】①Cl^-使銅鹽和鋁的反應(yīng)容易進(jìn)行．②氯化銅溶液和硫酸銅溶液的濃度不同所致．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】為驗(yàn)證假設(shè)①是否正確，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)：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．

Answer 1

分析 （1）鋁在金屬活動(dòng)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(yīng)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(diǎn)燃，則判斷生成的氣體可能是氫氣；
（3）【提出合理假設(shè)】根據(jù)文獻(xiàn)對(duì)鋁及氯化鋁的介紹，可猜測(cè)白色沉淀為CuCl（或者“CuCl”和“AlCl₃”的混合物）；
【得出結(jié)論】實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yīng)劇烈”得出科學(xué)的推理判斷．

解答 解：（1）活潑金屬鋁與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，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(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡越來越快，收集該氣體可點(diǎn)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(shè)】根據(jù)文獻(xiàn)對(duì)鋁及氯化鋁的介紹，可猜測(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yīng)劇烈”，結(jié)合溶液濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，可做兩個(gè)方面的推理：①Cl^-使銅鹽和鋁的反應(yīng)容易進(jìn)行．②氯化銅溶液和硫酸銅溶液的濃度不同所致；為驗(yàn)證假設(shè)①是否正確，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)：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(diǎn)評(píng) 對(duì)于受多種因素影響的實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，除所要探究的影響因素外，其它影響因素應(yīng)控制相同．