Question

某研究性学习小组在验证"铝丝与硫酸铜溶液反应"的实验时，发现很长一段时间铝丝表面都没有明显的现象。

[ 提出问题 ] 是什么原因导致反应现象不明显呢？

[ 查阅资料 ] 氯离子穿透铝表面致密氧化膜的能力强于硫酸根离子。

[ 猜想与假设 ]

甲：可能与反应物间的接触面积有关；

乙：可能与硫酸根离子穿透氧化膜的能力有关；你认为还可能与_________有关（ 写出一条即可 ）。

[设计实验 ]

（1）将打磨后的等质量的铝片和铝丝分别放入等体积、浓度的硫酸铜溶液中，发现前者反应的速率明显比后者快，观察到的现象是__________。甲认为自己的猜想正确。

（2） 你认为该实验设计是_________（填“严谨" 或“不严谨”）的，理由是________。请写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式___________。

（3）设计实验验证乙的猜想:

实验操作	实验现象	实验结论
室温下，将两根相同的铝丝分别放入等体积、浓度的硫酸铜溶液和______________溶液中	后者铝丝表面变红明显比前者快	乙同学猜想正确

（4）若要进一步验证乙的猜想，请完成下列实验方案；

实验操作	实验现象	实验结论
_________	_________	乙同学猜想正确

Answer

硫酸铜溶液的浓度或温度 溶液变浅，最后变为无色，铝的表面有红色物质析出 （ 答案合理即可 ） 不严谨 没有控制温度相同 （ 答案合理即可 ） 氯化铝 取与上述实验等体积，等浓度的硫酸铜溶液置于试管中，再加入少量氯化铝完全溶解，取与上述实验打磨程度相同的铝丝插入试管中，观察现象 立即有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色

【解析】

{猜想与假设}化学反应受多种因素的影响，铝丝与硫酸铜溶液反应的速率不仅与铝的形状有关，还受硫酸铜溶液的浓度或温度影响，故填硫酸铜溶液的浓度或温度。

{设计实验}（1）铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，实验中观察到的现象是溶液由蓝色逐渐变成无色，同时铝的表面有红色物质析出，故填溶液变浅，最后变为无色，铝的表面有红色物质析出。

（2）该实验的设计是不严谨的，故填不严谨；

实验中只控制了硫酸铜溶液的体积与浓度，没有控制硫酸铜溶液的温度，所以实验设计不严谨，故填没有控制温度相同；

铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，故反应的化学方程式写为：2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu。（3）乙同学的猜想正确，则实验中的药品中应该含有氯离子，所以需要的药品是氯化铝溶液，故填氯化铝。

（4）要进一步验证乙的猜想，还可以采用以下实验方案：取与上述实验等体积，等浓度的硫酸铜溶液置于试管中，再加入少量氯化铝完全溶解，取与上述实验打磨程度相同的铝丝插入试管中，观察现象，故填取与上述实验等体积，等浓度的硫酸铜溶液置于试管中，再加入少量氯化铝完全溶解，取与上述实验打磨程度相同的铝丝插入试管中，观察现象；

该实验中观察到的现象是立即有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为无色，说明乙同学的猜想正确，故填立即有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色。