Question

（2012?西安一模）某化學學習小組對鋁與酸和堿的反應進行探究，過程如下．
實驗I：
（1）取形狀、大小均相同的鋁絲分別與等體積的、PH相同的鹽酸、稀硫酸反應，隨反應進行，鹽酸中生成氣體的速率明顯比硫酸中生成氣體的速率快，對此原因，你認為合理的猜測是下列的

bc

（填寫相應的字母）；
a．鹽酸的物質的量濃度大于硫酸的物質的量濃度
b．Cl^-能促進此反應的進行
c．SO₄^2-能抑制此反應的進行
d．硫酸使鋁發生鈍化
（2）為了探究反應速率不同的原因，請你根據所提供的藥品，填寫實驗方案中的空白部分．
藥品：氯化鈉固體、硫酸鈉固體、硫酸銅固體、氯化銅固體、6mol/L鹽酸、3mol/L硫酸、18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸．
方案：取兩支試管，分別加入形狀、大小均相同的鋁絲和等體積的

3mol/LH₂SO₄

（填寫相應的試劑，下同），再向其中的一支試管中加入適量的

氯化鈉固體（或6mol/LHCl、硫酸鈉固體）

固體，并振蕩使固體溶解，觀察實驗現象．
實驗探究：略．
實驗II：
取足量的形狀、質量均相同的鋁絲分別與等體積的6mol/L的鹽酸、6mol/L氫氧化鈉溶液反應，待反應停止后取出剩余的鋁絲洗凈、干燥、稱量，剩余鋁絲的質量關系是前者

大于

后者（填“大于”或“小于”或“等于”）；觀察反應后的液體，發現鋁與鹽酸反應后所得的液體是黑色渾濁的，試管底部有少量黑色沉淀，對此現象，同學們進行了如下探究：
（1）提出猜想
同學們查找資料后獲得如下信息：工業上用電解法冶煉鋁所用的原料氧化鋁是從鋁土礦中提取的，所以得到的氧化鋁中可能還含有微量的氧化鐵和二氧化硅兩種雜質，據此，同學們提出如下猜想：
猜想1：此黑色固體是鐵單質，可能是電解得到的鋁與雜質反應生成的，相應的化學反應方程式為

2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃

；
猜想2：此黑色固體是硅單質，是電解得到的鋁與二氧化硅反應生成的．
猜想3：此黑色固體是鋁單質，是鋁與鹽酸反應時因反應過快而變成粉末分散到溶液中；
猜想4：此黑色固體可能是上述若干種單質組成的混合物．
（2）設計實驗方案并完成相關實驗：
將反應后所得的液體進行過濾、洗滌，分別取少量固體置于兩支試管中，完成下列實驗：
1向其中的一支試管中加入足量的稀鹽酸，觀察固體是否溶解．實驗時發現固體完全溶解，證明猜想

2

一定不正確（填“1”、“2”、“3”、“4”）．
②向另一試管中加入足量的氫氧化鈉溶液，觀察固體是否溶解．實驗時發現固體完全溶解，證明猜想

1

一定不正確（填“1”、“2”、“3”、“4”）；
（3）得出結論
綜合實驗①②的現象，可推知猜想

3

（填“1”、“2”、“3”、“4”）是正確的，固體溶解在氫氧化鈉溶液中的離子方程式為：

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

．

Answer 1

分析：實驗I：比較鹽酸和稀硫酸的不同點進行猜測；取酸和具有和酸不同離子的鹽進行實驗比較分析；
實驗II：根據反應方程式判斷；
（1）根據鋁熱反應寫出反應方程式；
（2）根據實驗現象證明猜想；
（3）根據實驗不同現象判斷正誤并寫出氧化鋁和氫氧化鈉反應的離子方程式．

解答：解：實驗I：（1）取形狀、大小均相同的鋁絲分別與等體積的、PH相同的鹽酸、稀硫酸反應，不同點是鹽酸中含有氯離子，硫酸中含有硫酸根離子，所以猜測是氯離子促進反應，硫酸根離子抑制反應，
故選bc；
（2）選取酸，然后向酸中加入含有不同陰離子的鹽并振蕩使固體溶解，觀察實驗現象，從而確定影響因素，
故答案為：3mol/LH₂SO₄、氯化鈉固體（或6mol/LHCl、硫酸鈉固體）；
實驗II：由反應2Al+6HCl=2AlCl₃+H₂↑ 2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可知，
消耗相同物質的量的鹽酸和氫氧化鈉，加鹽酸溶液的試管中參加反應的鋁少，剩余的鋁多，
故答案為：大于；
（1）在高溫條件下，鋁和氧化鐵反應生成鐵和氧化鋁，反應方程式為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，
故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃ ．
（2）①向其中的一支試管中加入足量的稀鹽酸，實驗時發現固體完全溶解，說明固體都是金屬單質，所以證明猜想 2一定不正確，故答案為：2；
②向另一試管中加入足量的氫氧化鈉溶液，實驗時發現固體完全溶解，鋁和硅都能與氫氧化鈉反應，根據實驗現象證明猜想 1一定不正確，故答案為：1；
（3）綜合實驗①②的現象，可推知猜想3是正確的；鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，
故答案為：3；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．

點評：本題考查了鋁及其化合物性質的實驗，難度不大，注意鋁和氫氧化鈉溶液反應方程式的書寫，水作反應物參加反應．