Question

【題目】某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用金屬和酸反應(yīng)來比較鋁和鋅的金屬活動(dòng)性大小，他們將一塊鋁片和一塊相同質(zhì)量的鋅粒分別放入相同濃度的稀硫酸和稀鹽酸中，發(fā)現(xiàn)開始時(shí)鋅粒產(chǎn)生的氣體更快，對(duì)照金屬活動(dòng)性順序表，鋁排在鋅的前面，應(yīng)該鋁更快，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?請(qǐng)你一起參與以下探究。

[提出問題]除了“金屬活動(dòng)性、溶液的質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)”外，還有哪些因素會(huì)造成鋅比鋁產(chǎn)生氣體快?

[猜想與假設(shè)]猜想1:鋅與鋁表面的氧化物；

猜想2:酸的種類；

猜想3:溫度

[實(shí)驗(yàn)探究] (1)按題中開始時(shí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案比較鋅、鋁的金屬活動(dòng)性是____________(填“合理”或“不合理” )的，原因是_______________________。

(2)請(qǐng)寫出鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。

(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取表面積相同的鋅、鋁，分別放入溫度相同、濃度相同、體積相同的稀鹽酸中	鋅產(chǎn)生氣體快，鋁剛開始反應(yīng)比鋅慢，后逐漸快起來	猜想1__________( 填“成立"或“不成立”)

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是______________，所以做金屬與酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必要的處理是___________。

[實(shí)驗(yàn)拓展]再寫一種影響鋁與酸反應(yīng)快慢的因素__________________ (與以上題中提到的影響因素不同)，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，并寫出“實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論”。

Answer 1

【答案】不合理 金屬表面積大小、酸的種類沒有控制 成立 酸先和鋁表面的氧化膜反應(yīng)，當(dāng)氧化膜反應(yīng)完后，才開始與鋁反應(yīng) 打磨掉金屬表面的氧化膜 金屬純度：取相同質(zhì)量和形狀、不同純度的鋁片，分別放入相同條件的稀鹽酸中，純度高的鋁片比純度低的鋁片與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率慢，說明金屬和酸反應(yīng)的快慢程度與金屬的純度有關(guān)(合理即可，與前一空對(duì)應(yīng))

【解析】

[實(shí)驗(yàn)探究]（1）注意實(shí)驗(yàn)探究題中保持變量的唯一性，則“一塊鋁片和一塊相同質(zhì)量的鋅粒分別放入相同濃度的稀硫酸和稀鹽酸”中，變量太多，故按題中開始時(shí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案比較鋅、鋁的金屬活動(dòng)性是不合理的，原因是 金屬表面積大小、酸的種類沒有控制；

（2）根據(jù)與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，故鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；

（3）某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取表面積相同的鋅、鋁，分別放入溫度相同、濃度相同、體積相同的稀鹽酸中，鋅產(chǎn)生氣體快，鋁剛開始反應(yīng)比鋅慢，后逐漸快起來，說明鋁表面的氧化物先與鹽酸反應(yīng)；

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是酸先和鋁表面的氧化膜反應(yīng)，當(dāng)氧化膜反應(yīng)完后，才開始與鋁反應(yīng)，所以做金屬與酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必要的處理是 打磨掉金屬表面的氧化膜；

[實(shí)驗(yàn)拓展]再寫一種影響鋁與酸反應(yīng)快慢的因素 金屬的純度，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，并寫出“實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論”：取相同質(zhì)量和形狀、不同純度的鋁片，分別放入相同條件的稀鹽酸中，純度高的鋁片比純度低的鋁片與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率慢，說明金屬和酸反應(yīng)的快慢程度與金屬的純度有關(guān)。