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(2012•西安一模)某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究,过程如下.实验Ⅰ:(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、pH相同的盐酸、稀硫酸反应,随反应进行,盐酸中生
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(2012•西安一模)某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究,过程如下.
实验Ⅰ:
(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、pH相同的盐酸、稀硫酸反应,随反应进行,盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快,对此原因,你认为合理的猜测是下列的______(填写相应的字母).
a.盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度 b.Cl-能促进此反应的进行
c.SO42-能抑制此反应的进行 d.硫酸使铝发生钝化
(2)为了探究反应速率不同的原因,请你根据所提供的药品,填写实验方案中的空白部分.
药品:氯化铝固体、硫酸铝固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、,18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸.
方案:取两支试管,首先同时分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的______(填写相应的试剂,下同),然后再向其中的一支试管中加入适量的______固体并振荡使固体溶解,观察实验现象.
实验探究:略.
实验Ⅱ:
取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应,待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量,剩余铝丝的质量关系是前者______后者(填“大于”或“小于”或“等于”);观察反应后的液体,发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的,试管底部有少量黑色沉淀,对此现象,同学们进行了如下探究:
(1)提出猜想
同学们查找资料后获得如下信息:工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质,据此,同学们提出如下猜想:
猜想1:此黑色固体是铁单质,可能是电解得到的铝与杂质反应生成的,相应的化学反应方程式为
猜想2:此黑色固体是硅单质,是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的;
猜想3:此黑色固体是铝单质,是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中;
猜想4:此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物.
(2)设计实验方案并完成相关实验:
为了探究少量黑色沉淀的成分,将反应后所得的液体进行______、______(填基本操作),分别取少量固体置于两支试管中,完成下列实验:
①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸,观察固体是否溶解.实验时发现固体完全溶解,证明猜想______一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”).
②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液,观察固体是否溶解.实验时发现固体完全溶解,证明猜想______一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”).
(3)得出结论
综合实验①②的现象,可推知猜想______(填“1”、“2”、“3”、“4”)是正确的,固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为:______.
实验Ⅰ:
(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、pH相同的盐酸、稀硫酸反应,随反应进行,盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快,对此原因,你认为合理的猜测是下列的______(填写相应的字母).
a.盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度 b.Cl-能促进此反应的进行
c.SO42-能抑制此反应的进行 d.硫酸使铝发生钝化
(2)为了探究反应速率不同的原因,请你根据所提供的药品,填写实验方案中的空白部分.
药品:氯化铝固体、硫酸铝固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、,18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸.
方案:取两支试管,首先同时分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的______(填写相应的试剂,下同),然后再向其中的一支试管中加入适量的______固体并振荡使固体溶解,观察实验现象.
实验探究:略.
实验Ⅱ:
取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应,待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量,剩余铝丝的质量关系是前者______后者(填“大于”或“小于”或“等于”);观察反应后的液体,发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的,试管底部有少量黑色沉淀,对此现象,同学们进行了如下探究:
(1)提出猜想
同学们查找资料后获得如下信息:工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质,据此,同学们提出如下猜想:
猜想1:此黑色固体是铁单质,可能是电解得到的铝与杂质反应生成的,相应的化学反应方程式为
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3 .
| ||
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3 .
;
| ||
猜想2:此黑色固体是硅单质,是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的;
猜想3:此黑色固体是铝单质,是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中;
猜想4:此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物.
(2)设计实验方案并完成相关实验:
为了探究少量黑色沉淀的成分,将反应后所得的液体进行______、______(填基本操作),分别取少量固体置于两支试管中,完成下列实验:
①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸,观察固体是否溶解.实验时发现固体完全溶解,证明猜想______一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”).
②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液,观察固体是否溶解.实验时发现固体完全溶解,证明猜想______一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”).
(3)得出结论
综合实验①②的现象,可推知猜想______(填“1”、“2”、“3”、“4”)是正确的,固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为:______.
▼优质解答
答案和解析
实验I:(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、PH相同的盐酸、稀硫酸反应,不同点是盐酸中含有氯离子,硫酸中含有硫酸根离子,所以猜测是氯离子促进反应,硫酸根离子抑制反应,
故选bc;
(2)选取酸,然后向酸中加入含有不同阴离子的盐并振荡使固体溶解,观察实验现象,从而确定影响因素,
故答案为:3mol/LH2SO4、氯化铝固体(或6mol/LHCl、硫酸铝固体);
实验II:由反应2Al+6HCl=2AlCl3+H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知,
消耗相同物质的量的盐酸和氢氧化钠,加盐酸溶液的试管中参加反应的铝少,剩余的铝多,
故答案为:大于;
(1)在高温条件下,铝和氧化铁反应生成铁和氧化铝,反应方程式为:2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3,
故答案为:2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3 .
(2)为了探究少量黑色沉淀的成分,故需将固体与溶液分离,采取的操作应为过滤,由于固体上有溶液残留,故还应洗涤,故答案为:过滤,洗涤;
①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸,实验时发现固体完全溶解,说明固体都是金属单质,所以证明猜想 2一定不正确,故答案为:2;
②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液,实验时发现固体完全溶解,铝和硅都能与氢氧化钠反应,根据实验现象证明猜想 1一定不正确,故答案为:1;
(3)综合实验①②的现象,可推知猜想3是正确的;铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,
故答案为:3;2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.
故选bc;
(2)选取酸,然后向酸中加入含有不同阴离子的盐并振荡使固体溶解,观察实验现象,从而确定影响因素,
故答案为:3mol/LH2SO4、氯化铝固体(或6mol/LHCl、硫酸铝固体);
实验II:由反应2Al+6HCl=2AlCl3+H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知,
消耗相同物质的量的盐酸和氢氧化钠,加盐酸溶液的试管中参加反应的铝少,剩余的铝多,
故答案为:大于;
(1)在高温条件下,铝和氧化铁反应生成铁和氧化铝,反应方程式为:2Al+Fe2O3
| ||
故答案为:2Al+Fe2O3
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(2)为了探究少量黑色沉淀的成分,故需将固体与溶液分离,采取的操作应为过滤,由于固体上有溶液残留,故还应洗涤,故答案为:过滤,洗涤;
①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸,实验时发现固体完全溶解,说明固体都是金属单质,所以证明猜想 2一定不正确,故答案为:2;
②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液,实验时发现固体完全溶解,铝和硅都能与氢氧化钠反应,根据实验现象证明猜想 1一定不正确,故答案为:1;
(3)综合实验①②的现象,可推知猜想3是正确的;铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,
故答案为:3;2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.
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