Question

某研究性學(xué)習(xí)小組探究如下實(shí)驗(yàn)：在常溫下，取兩片質(zhì)量相等、外形和組成相同且表面經(jīng)過(guò)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(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)速率比在稀硫酸中的快．查閱相關(guān)資料后得知：化學(xué)反應(yīng)速率主要由參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)決定，其次是外界因素的影響．
（1）寫(xiě)出以上反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因可能：
假設(shè)①：SO₄^2-對(duì)鋁與H⁺的反應(yīng)有抑制作用；假設(shè)②

 

．
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)上述假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證：
①

 

；
②

 

．
（4）如果上述假設(shè)都成立，要使上述稀硫酸與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率加快，可以采取的措施有：
①

 

；②

 

；③

 

；④

 

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Answer 1

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

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鋁和氫離子反應(yīng)生成鋁離子和氫氣；
（2）鋁片在稀鹽酸中產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)速率比在稀硫酸中的快，可能原因有二：SO₄^2-對(duì)鋁與H⁺的反應(yīng)有抑制作用或Cl^-對(duì)鋁與H⁺的反應(yīng)有促進(jìn)作用；
（3）如驗(yàn)證假設(shè)是否成立，可分別在酸性加入氯化物或硫酸鹽，觀察生成氫氣的速率是否變化；
（4）如果上述假設(shè)都成立，要使上述稀硫酸與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率加快，可加入氯化物、增大濃度、升高溫度，增大固體表面積等．

解答： 解：（1）鋁和氫離子反應(yīng)生成鋁離子和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）鋁片在稀鹽酸中產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)速率比在稀硫酸中的快，可能原因有二：SO₄^2-對(duì)鋁與H⁺的反應(yīng)有抑制作用或Cl^-對(duì)鋁與H⁺的反應(yīng)有促進(jìn)作用，
故答案為：Cl^-對(duì)鋁與H⁺的反應(yīng)有促進(jìn)作用；
（3）①如假設(shè)①成立，則可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(yīng)速率減小，則假設(shè)①成立，
故答案為：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(yīng)速率減小，則假設(shè)①成立；
②如假設(shè)②成立，則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(yīng)速率，則假設(shè)②成立，
故答案為：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(yīng)速率，則假設(shè)②成立；
（4）如果上述假設(shè)都成立，要使上述稀硫酸與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率加快，可加入氯化物、增大濃度、升高溫度，增大固體表面積等
故答案為：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．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析評(píng)價(jià)及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常�?jiàn)題型，注意相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累，難度不大．