Question

在一次學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)：鋁片與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應(yīng)．這和教材中“鋁能跟稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣”的說法不一致．為排除因試劑變質(zhì)等因素造成的影響，該學(xué)生在教師的指導(dǎo)下重新進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證是否存在上述現(xiàn)象．
實(shí)驗(yàn)用品：儀器（略，凡是實(shí)驗(yàn)需要的都有）
藥品：3.0mol?L^-1鹽酸、1.5mol?L^-1硫酸、3.0mol?L^-1硫酸，相同大小的鋁片（純度＞99.5%）
實(shí)驗(yàn)進(jìn)程：往三根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^-1鹽酸、l.5mol?L^-1硫酸、3.0mol?L^-1硫酸，觀察反應(yīng)進(jìn)行到1、2、5、15、20分鐘時(shí)的鋁與酸反應(yīng)的情況．結(jié)果如下：

反應(yīng)進(jìn)程（分鐘）	1	2	5	15	20
3.0mol?L-1鹽酸	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應(yīng)劇烈	鋁片耗盡
1.5mol?L-1硫酸	均無明顯現(xiàn)象（無氣泡產(chǎn)生）
3.0mol?L-1硫酸	均無明顯現(xiàn)象（無氣泡產(chǎn)生）

通過上述實(shí)驗(yàn)可知，無論是用1.5mol?L^-1硫酸還是3.0mol?L^-1硫酸，均無明顯的現(xiàn)象，而3.0mol?L^-1鹽酸與鋁片反應(yīng)的覡象卻十分明顯．
（1）寫出鋁與酸反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）反應(yīng)1～15min內(nèi)，鋁與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸加快，其原因是

 

．
（3）根據(jù)以上探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)差異的原因”，你能對問題原因作出哪些假設(shè)或猜想（列出兩種即可）？
假設(shè)一：

 

．
假設(shè)二：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鋁能置換出酸中的氫；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越快，金屬和酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（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(yīng)的影響．

解答： 解：（1）鋁能置換出酸中氫離子，離子方程式為：2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑；
故答案為：2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑；
（2）反應(yīng)1～15min內(nèi)，鋁與酸的反應(yīng)是放出熱量的，導(dǎo)致溫度升高，使化學(xué)反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)放出熱量，溫度升高，使化學(xué)反應(yīng)速率加快；
（3）在鋁的表面有一層致密氧化鋁薄膜，當(dāng)加入鹽酸和硫酸溶時(shí)，酸液首先與氧化鋁薄膜反應(yīng)，由反應(yīng)的現(xiàn)象可知，鋁片和稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象明顯，而和稀硫酸幾乎不反應(yīng)，比較鹽酸和硫酸溶液中含有的離子的不同，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是：氯離子促進(jìn)金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應(yīng)，硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應(yīng)對起阻礙作用，所以假設(shè)一：促進(jìn)金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應(yīng)；假設(shè)二：對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應(yīng)對起阻礙作用；
故答案為：促進(jìn)金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應(yīng)；對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應(yīng)對起阻礙作用．

點(diǎn)評：本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，全面地考查了催化劑對化學(xué)反應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)論證假設(shè)．