Question

化學實驗小組在實驗室制備氫氣時，發現沒有鋅粒或鐵屑，僅有一些碎鋁片．根據有關資料提示，他們將鋁片放入燒堿溶液中，除去表面的氧化膜（Al₂O₃），洗凈后用于制取氫氣．
回答下列問題：
（1）已知氧化鋁與燒堿溶液反應時，會生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）和水，寫出該反應的化學方程式________．
（2）圖中是實驗小組組裝的制取氫氣的發生裝置，檢驗該裝置氣密性的方法是________．
（3）用金屬鋁和稀鹽酸反應制取氫氣的化學方程式是________．
（4）收集氫氣的常用方法是________．
（5）在相同溫度下，若用鋅片和鋁片分別與相同濃度的鹽酸反應制取氫氣，反應速率：鋅________鋁（填“＞”“=”“＜”），理由是________．

Answer 1

解：氧化鋁與燒堿反應的化學方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；檢查裝置的氣密性關閉彈簧夾，從長頸漏斗中慢慢注水至淹沒長頸漏斗下端管口，形成密封的空間，向長頸漏斗中注入少量水，至漏斗頸部形成水柱，靜置，觀察水柱是否下降，若不下降則氣密性良好；氫氣的密度小于空氣密度，難溶于水，因此既可以用向下排空氣法收集又可以用排水法收集；鋁的活動性比鎂的活動性強，所以用鋅片和鋁片分別與相同濃度的鹽酸反應制取氫氣時，鋁的反應速率比鋅的反應速率大．
故答案為：（1）Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O
（2）關閉彈簧夾，從長頸漏斗中慢慢注水至淹沒長頸漏斗下端管口，繼續注入少量水，至漏斗頸部形成水柱，靜置，觀察水柱是否下降（或關閉彈簧夾，從長頸漏斗中緩緩注水至淹沒長頸漏斗下端管口，用熱水加熱試管，觀察長頸漏斗頸部是否有液柱上升）
（3）2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
（4）向下排空氣法（或排水法）
（5）＜；鋁比鋅金屬活動性強
分析：化學方程式的書寫要抓住反應物、生成物、反應條件、化學式書寫、配平、氣體和沉淀這幾個關鍵點；氣體制取之前必須檢查裝置的氣密性，檢查裝置氣密性原理主要從大氣壓強、氣體的熱脹冷縮等方面入手；氫氣的密度比空氣密度小，可以用向下排空氣法，又因為難溶于水還可以用排水法收集；金屬與酸的反應中排的越靠前，反應越劇烈．
點評：此題考查的知識點較多，包括氫氣的制取、氣密性的檢驗、金屬的活動性順序、化學方程式的書寫等．解決問題時要抓住實驗的目的、實驗的操作、實驗的過程、實驗的現象等方面，從基礎入手．