Question

【題目】小明同學(xué)在做鋁和稀鹽酸反應(yīng)時(shí)無意中加入幾滴硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)鋁片表面產(chǎn)生氣泡速率明顯增快，對(duì)此他產(chǎn)生了興趣。

（提出問題）硫酸銅溶液是不是此反應(yīng)的催化劑?硫酸銅溶液的體積對(duì)此實(shí)驗(yàn)有影響嗎?

（設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)）室溫下，小明將過量、表面積相同已打磨的鋁片分別加入到6份30mL10%稀鹽酸中，并在每份中加入不同體積的硫酸銅飽和溶液，記錄獲得相同體積氫氣的時(shí)間，從而確定產(chǎn)生氫氣的速率。

實(shí)驗(yàn)混合溶液	1	2	3	4	5	6
飽和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	10	20
水/mL	20	19.5	17.5	V	10	0

（1）上述表格中V=______________。

（2）寫出鋁和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。

（3）定量收集氫氣體積可用如圖________(填寫字母序號(hào))裝置。

（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）隨著硫酸銅溶液體積的增加，產(chǎn)生氫氣的速率先加快后明顯減慢，且鋁片表面附著的紅色物質(zhì)逐漸增加。

（結(jié)論與解釋）

（4）隨著硫酸銅溶液體積的增加，反應(yīng)速率明顯變慢可能的原因是___

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象小明認(rèn)為硫酸銅溶液不是此反應(yīng)的催化劑，其原因是___

（實(shí)驗(yàn)反思）加速鋁和稀鹽酸反應(yīng)速率還可以采取的措施是___(寫出一點(diǎn))

（注意：若正確回答下列各題獎(jiǎng)勵(lì)4分，化學(xué)總分不超過60分）

（實(shí)驗(yàn)拓展）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),小明認(rèn)為是鹽中的金屬離子影響了鋁和稀鹽酸的反應(yīng)速率;為了研究不同金屬離子對(duì)反應(yīng)的影響,小明同學(xué)繼續(xù)實(shí)驗(yàn),取過量表面積相同的鋁片和30mL10%稀鹽酸混合后加入不同的鹽溶液,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表(加號(hào)越多,代表反應(yīng)速率越快):

實(shí)驗(yàn)5

	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2	實(shí)驗(yàn)3	實(shí)驗(yàn)4
加入試劑0.5mL	水	5%NaCl溶液	5%Mg2(NO)3溶液	5%FeSO4溶液	5%CuSO4溶液
產(chǎn)生氣泡速率	+	+	+	++	+++

（6）如表中，用水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是_________；

（7）上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存有缺陷，該缺陷是；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，仍符合上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可得到的結(jié)論是：①______________；②______________.

Answer 1

【答案】15 2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑ c 部分鋁和硫酸銅發(fā)生了置換反應(yīng) 硫酸銅質(zhì)量發(fā)生改變，且與鋁發(fā)生了反應(yīng) 增大稀鹽酸的濃度，升高溫度 進(jìn)行對(duì)比 Na＋ Mg2＋對(duì)實(shí)驗(yàn)效果沒有明顯改變 Fe2＋ Cu2＋能加快鋁和稀鹽酸的反應(yīng)速率，且Cu2＋的效果更

【解析】

本題主要考察通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)快慢的影響因素

（1）飽和硫酸銅溶液與水的體積之和等于20mL，實(shí)驗(yàn)4中，飽和硫酸銅溶液5mL，則水的體積是20-5=15mL

（2）鋁和稀鹽酸反應(yīng)原理：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑

（3）排水法收集氣體，并測量氣體體積，需要“短管進(jìn)，長管出”選擇c裝置

（4）鋁比銅活潑，部分鋁和硫酸銅發(fā)生了置換反應(yīng)，隨著硫酸銅溶液的體積增加，反應(yīng)速率明顯變慢

（5）硫酸銅溶液不是催化劑的原因：硫酸銅溶液質(zhì)量發(fā)生改變，且硫酸銅與鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

（6）加速鋁和稀鹽酸反應(yīng)速率還可以采取的措施是：1提高溫度2增大稀鹽酸的濃度

（7）用水進(jìn)行試驗(yàn)的目的是：進(jìn)行對(duì)比參照

（8）試驗(yàn)現(xiàn)象可以得到的結(jié)論：Na＋ Mg2＋對(duì)實(shí)驗(yàn)效果沒有明顯改變

（9）試驗(yàn)現(xiàn)象可以得到的結(jié)論：Fe2＋ Cu2＋能加快鋁和稀鹽酸的反應(yīng)速率，且Cu2＋的效果更好