Question

某研究性学习小组探究如下实验：在常温下，取两片质量相等、外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片，分别加入盛有相同体积、H⁺浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快．查阅相关资料后得知：化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定，其次是外界因素的影响．
（1）写出以上反应的离子方程式

 

．
（2）出现上述现象的原因可能：
假设①：SO₄^2-对铝与H⁺的反应有抑制作用；假设②

 

．
（3）请设计实验对上述假设进行验证：
①

 

；
②

 

．
（4）如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可以采取的措施有：
①

 

；②

 

；③

 

；④

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）铝和氢离子反应生成铝离子和氢气；
（2）铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快，可能原因有二：SO₄^2-对铝与H⁺的反应有抑制作用或Cl^-对铝与H⁺的反应有促进作用；
（3）如验证假设是否成立，可分别在酸性加入氯化物或硫酸盐，观察生成氢气的速率是否变化；
（4）如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可加入氯化物、增大浓度、升高温度，增大固体表面积等．

解答： 解：（1）铝和氢离子反应生成铝离子和氢气，反应的离子方程式为2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，故答案为：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快，可能原因有二：SO₄^2-对铝与H⁺的反应有抑制作用或Cl^-对铝与H⁺的反应有促进作用，
故答案为：Cl^-对铝与H⁺的反应有促进作用；
（3）①如假设①成立，则可向上述稀盐酸中加入少量硫酸钠、硫酸钾等可溶性硫酸盐，如果反应速率减小，则假设①成立，
故答案为：向上述稀盐酸中加入少量硫酸钠、硫酸钾等可溶性硫酸盐，如果反应速率减小，则假设①成立；
②如假设②成立，则向上述稀硫酸中加入少量氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物，如果能加快反应速率，则假设②成立，
故答案为：向上述稀硫酸中加入少量氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物，如果能加快反应速率，则假设②成立；
（4）如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可加入氯化物、增大浓度、升高温度，增大固体表面积等
故答案为：①加入可溶性氯化物； ②增加H⁺浓度； ③加热；④将铝片换成铝丝．

点评：本题考查对实验现象的分析评价及实验方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，注意相关知识的学习与积累，难度不大．