Question

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______________ (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：氯化鋁固體、硫酸鋁固體、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，首先同時分別加入形狀、大小均相同的鋁絲和等體積的________(填寫相應的試劑，下同)，然后再向其中的一支試管中加入適量的________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__________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____________________；
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：為了探究少量黑色沉淀的成分，將反應后所得的液體進行________、_________(填基本操作)，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__________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__________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__________(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_____________________。

Answer 1

實驗Ⅰ(1)bc；(2)3mol/LH₂SO₄；氯化鋁(或6mol/L HCl 硫酸鋁)
實驗Ⅱ：大于；(1)2Al＋Fe₂O₃2Fe＋Al₂O₃；(2)過濾；洗滌；①2；②1；(3)3；
2Al＋2OH^－＋2H₂O===2AlO₂^－＋3H₂↑