Question

【题目】以Al和不同的铜盐溶液间的反应为实验对象，探索Al与不同铜盐溶液反应的多样性。

实验	向试管中加入2ml溶液	实验现象
	实验Ⅰ：0.5mol/LCuCl2溶液	15s：大量气泡且有红色物质析出 60s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾 120s：铝片反应完，试管中析出大量蓬松的红色物质
	实验Ⅱ：0.5mol/LCuSO4溶液	15s无明显现象 60s：铝片表面有极少气泡 120s：有少量气泡溢出，铝片边缘有很少红色物质生成

(1)对实验Ⅰ进行研究

①实验Ⅰ中生成红色物质的离子方程式为： __________________________________________

②请写出60s后反应进一步加快可能的原因（写出一条）________________________________________________________________

(2)对实验Ⅱ进行研究

①实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ缓慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，其原因可能有：

②假设一：SO42-对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用。

③假设二：________________________________________________

(3)为进一步研究上述假设，设计如下实验：

实验	向试管中加入2mL溶液	实验现象
	实验Ⅲ：0.5mol/LCuCl2溶液+1g Na2SO4固体	加入 Na2SO4固体后速率几乎不变，仍有大量气泡产生，红色物质生成且剧烈放热，铝片反应完全，溶液沸腾
	实验Ⅳ：0.5mol/L CuCl2溶液+5g Na2SO4固体	加入Na2SO4固体后速率几乎不变，仍有大量气泡产生，红色物质生成且剧烈放热，铝片反应完全，溶液沸腾
	实验Ⅴ：0.5mol/LCuSO4溶液+0.02mol NaCl固体	未加入 NaCl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全
	实验Ⅵ：0.5mol/LCuSO4溶液+_________ NH4Cl固体	未加入 NH4Cl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全

①实验Ⅵ的设计目的是：_______________________________________________

②其中，实验Ⅰ与实验Ⅲ、Ⅳ做对比，结论为：______________________________

③其中，实验Ⅱ与实验Ⅴ、Ⅵ做对比，结论为：________________________________

Answer 1

【答案】2Al+ 3Cu2+ =2Al3+ + 3CuAl与置换出的Cu在酸性条件下形成原电池（或反应放热，温度升高导致速率加快）Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用0.02mol对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响SO42-对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用

【解析】

（1）①因Al比Cu活泼，实验Ⅰ中生成的红色物质应为Cu，发生反应的离子方程式为2Al+ 3Cu2+ =2Al3+ + 3Cu；故答案为：2Al+ 3Cu2+ =2Al3+ + 3Cu；

②结合影响反应速率的因素可知，60s后Al与置换出的Cu在酸性条件下形成原电池或反应放热，温度升高速率加快均能使反应加快；故答案为：Al与置换出的Cu在酸性条件下形成原电池（或反应放热，温度升高导致速率加快）；

（2）根据实验现象可知，如果存在SO42-对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，则同样有Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用的可能；故答案为：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用；

(3) ①为保证反应前溶液中Cl-浓度相等，实验Ⅵ应添加0.02molNH4Cl固体；设计实验Ⅵ的目的是通过对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响；故答案为：0.02mol 对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响；

②实验Ⅰ与实验Ⅲ、Ⅳ做对比，结论为：SO42-对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用；故答案为：SO42-对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用；

③实验Ⅱ与实验Ⅴ、Ⅵ做对比，结论为：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用；故答案为：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用；