Question

某探究小組用金屬鋁分別與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)的方法研究金屬與不同酸反應(yīng)的差異及影響反應(yīng)速度的因素。
實驗藥品：2.0 mol/L鹽酸、4.0 mol/L鹽酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸、相同大小的鋁片和鋁粉(金屬表面氧化膜都已除去)；每次實驗各種酸的用量均為50.0 mL，金屬用量均為9.0 g。
Ⅰ.甲同學用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，實驗及其現(xiàn)象如下：

反應(yīng)進程 (分鐘)	1	2	5	15	20
4.0 mol/L 鹽酸	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應(yīng)劇烈	鋁片耗盡
2.0 mol/L 硫酸	無明顯現(xiàn)象		極少量 氣泡	少量氣泡
4.0 mol/L 硫酸	無明顯現(xiàn)象		少量氣泡	有比較連續(xù)的氣泡

 
請回答下列問題：
(1)寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：                            。
(2)反應(yīng)在1～15min內(nèi)，鋁與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸增大，其原因是     。
(3)根據(jù)以上探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸的反應(yīng)速率存在差異的原因”，你能對原因作出哪些假設(shè)或猜想：       (寫出一種即可)。
Ⅱ.乙同學設(shè)計了如下影響反應(yīng)速率因素的實驗。請你根據(jù)實驗?zāi)康膸椭�該同學完成以下實驗設(shè)計表：

實驗?zāi)康?br />	實驗 編號	溫度 /℃	金屬鋁的 形態(tài)	鹽酸濃度 /mol·L－1
1.實驗①和②探究鹽酸濃度對該反應(yīng)速率的影響； 2．實驗①和③探究溫度對該反應(yīng)速率的影響； 3．實驗①和④探究金屬規(guī)格(鋁片、 鋁粉)對該反應(yīng)速率的影響	①	25	鋁片	4.0
	②
	③
	④

 

Answer 1

Ⅰ.(1)2Al＋6H^＋=2Al^3＋＋3H₂↑ (2)反應(yīng)放出熱量，溫度升高，使化學反應(yīng)速率加快 (3)Cl^－能夠促進金屬鋁與H^＋的反應(yīng)(或SO₄^2-對H^＋與金屬鋁的反應(yīng)起阻礙作用) Ⅱ.如下表所示：

實驗編號	溫度/℃	金屬鋁的形態(tài)	鹽酸濃度/mol·L－1
②	25	鋁片	2.0
③	50	鋁片	4.0
④	25	鋁粉	4.0

 
注：③中溫度填其他合理答案也可

Ⅰ.(2)1～15 min內(nèi)鋁與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸增大的原因主要與反應(yīng)溫度有關(guān)，因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(3)比較第1組和第2組(相同H^＋濃度的鹽酸和硫酸)，二者的區(qū)別在于陰離子不同，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率差別較大，故可得出有關(guān)假設(shè)：Cl^－能夠促進金屬鋁與H^＋反應(yīng)或SO₄^2-對H^＋與金屬鋁的反應(yīng)起阻礙作用。Ⅱ.要完成實驗設(shè)計，必須明確對比實驗的目的。因為實驗①和②是探究鹽酸濃度對該反應(yīng)速率的影響，故只改變②中鹽酸的濃度；實驗①和③是探究溫度對該反應(yīng)速率的影響，故只改變③中的反應(yīng)溫度；實驗①和④是探究金屬規(guī)格(鋁片、鋁粉)對該反應(yīng)速率的影響，故只改變④中金屬鋁的形態(tài)。