Question

【题目】为了探究金属铝的化学性质，某兴趣小组的同学进行了如下探究。

(1)铝的金属活动性

甲同学将打磨过的铝片放入硫酸铜溶液中，看到的现象是_____，说明铝的金属活动性比铜_____(填“强”或“弱”)。

(2)铝与酸的反应

①铝片与稀硫酸反应产生氢气的速度与时间的关系如图所示，反应过程中，试管外壁发烫，说明该反应是____(填“放热”或“吸热”)反应。图中从c点到d点反应速率变慢的主要原因可能是________。

②将大小相同的铝片与氢离子浓度相同的足量的稀硫酸和稀盐酸反应，结果是生成氢气的速度前者比后者慢很多，乙同学对比了盐酸和硫酸的化学式后，认为可能是溶液中的_____(选填“H+”“C1-”或“SO42-”)对反应产生了促进作用。

(3)铝与水的反应

（提出问题）铝能否与水反应生成氢气?

（查阅资料）铝能与氯化汞(HgCl2)反应，形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。

（实验探究）将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1min左右取出，立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图)，其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为___。在导管口e处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡_____(选填“下沉”或“上升”)，用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声。

（实验结论）铝能与水反应生成氢气。

(4)如图，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是___；当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡。铝未能生成氧化铝，其原因是_____。

Answer 1

【答案】铝片表面附着有红色物质，溶液由蓝色变为无色； 强； 放热； 溶液中氢离子的浓度逐渐降低，所以反应速率变慢； C1-； 3HgCl2+2Al = 2AlCl3+3Hg； 上升； 关闭活塞K，容器内压强增大，把液体压回烧杯，固体与液体分离，反应停止； 容器内充满氢气，铝无法与氧气接触

【解析】

(1) 甲同学将打磨过的铝片放入硫酸铜溶液中，看到的现象是：铝片表面附着有红色物质，溶液由蓝色变为无色，说明铝的金属活动性比铜强；

(2) ①反应过程中，试管外壁发烫，说明该反应是放热反应。图中从c点到d点反应速率变慢的主要原因可能是：随着反应的进行，溶液中氢离子的浓度逐渐降低，所以反应速率变慢；

②盐酸和硫酸中均含有氢离子，且氢离子浓度相同，所含不同的是氯离子和硫酸根离子，结果是盐酸与大小相同的铝片反应生成氢气的速度快，说明可能是溶液中的C1-对反应产生了促进作用；

(3)[ 实验探究] 铝与氯化汞溶液反应生成汞和氯化铝，反应的化学方程式为：3HgCl2+2Al = 2AlCl3+3Hg；在导管口e处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡上升，用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声；

(4)在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是：关闭活塞K，容器内压强增大，把液体压回烧杯，固体与液体分离，反应停止；当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡，铝未能生成氧化铝，其原因是：容器内充满氢气，铝无法与氧气接触。