Question

在一次學生實驗中，學生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應，發現：鋁片與稀鹽酸反應現象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應．這和教材中“鋁能跟稀鹽酸或稀硫酸反應生成氫氣“的說法不一致．為排除因試劑變質等因素造成的影響，該學生在教師的指導下重新進行下列實驗，驗證是否存在上述現象．
實驗用品：儀器（略，凡是實驗需要的都有）
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%）
實驗過程：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、1.5mol?L^-1硫酸、3.0mol?L^-1硫酸，觀察反應進行到1，2，5，15，20分鐘時的鋁與酸反應的情況．結果如下：

反應進程（分鐘）	1	2	5	15	20
3.0mol/L鹽酸	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應劇烈	鋁片耗盡
1.5mol/L硫酸	均無明顯現象（無氣泡產生）
3.0mol/L硫酸	均無明顯現象（無氣泡產生）

通過上述實驗可知，無論是用1.5mol?L^-1硫酸還是3.0mol?L^-1硫酸，均無明顯的現象，而3.0mol?L^-1鹽酸與鋁片反應的現象卻十分明顯．
（1）反應1～15min內，鋁與鹽酸的反應速率逐漸加快，其原因是______．
（2）根據以上探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應差異的原因”，你能對問題原因作出哪些假設或猜想（列出兩種即可）？
假設一：______　　　　　　　　
假設二：______．

Answer 1

解：（1）反應1～15min內，鋁與酸的反應是放出熱量的，導致溫度升高，使化學反應速率加快，故答案為：反應放出熱量，溫度升高，使化學反應速率加快；
（2）在鋁的表面有一層致密氧化鋁薄膜，當加入鹽酸和硫酸溶時，酸液首先與氧化鋁薄膜反應，由反應的現象可知，鋁片和稀鹽酸反應現象明顯，而和稀硫酸幾乎不反應，比較鹽酸和硫酸溶液中含有的離子的不同，出現這種現象的原因可能是：氯離子促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應，硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用，所以假設一：促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應；假設二：對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用；
故答案為：促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應；對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用．
分析：（1）溫度越高反應速率越快，金屬和酸的反應是放熱反應；
（2）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⁺反應的影響．
點評：本題的難度較大，解題的方法是：根據鹽酸和硫酸與鋁片反應的現象的不同，對比鹽酸和硫酸溶液中含有的離子的不同分析可能的原因，再利用固定變量法設計實驗論證假設．