Question

某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究，过程如下．
实验I：
（1）取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、PH相同的盐酸、稀硫酸反应，随反应进行，盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快，对此原因，你认为合理的猜测是下列的______（填写相应的字母）；
a．盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度
b．Cl^-能促进此反应的进行
c．SO₄^2-能抑制此反应的进行
d．硫酸使铝发生钝化
（2）为了探究反应速率不同的原因，请你根据所提供的药品，填写实验方案中的空白部分．
药品：氯化钠固体、硫酸钠固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸．
方案：取两支试管，分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的______（填写相应的试剂，下同），再向其中的一支试管中加入适量的______固体，并振荡使固体溶解，观察实验现象．
实验探究：略．
实验II：
取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应，待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量，剩余铝丝的质量关系是前者______后者（填“大于”或“小于”或“等于”）；观察反应后的液体，发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的，试管底部有少量黑色沉淀，对此现象，同学们进行了如下探究：
（1）提出猜想
同学们查找资料后获得如下信息：工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的，所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质，据此，同学们提出如下猜想：
猜想1：此黑色固体是铁单质，可能是电解得到的铝与杂质反应生成的，相应的化学反应方程式为______ 2Fe+Al₂O₃

Answer

实验I：比较盐酸和稀硫酸的不同点进行猜测；取酸和具有和酸不同离子的盐进行实验比较分析；
实验II：根据反应方程式判断；
（1）根据铝热反应写出反应方程式；
（2）根据实验现象证明猜想；
（3）根据实验不同现象判断正误并写出氧化铝和氢氧化钠反应的离子方程式．
【解析】
实验I：（1）取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、PH相同的盐酸、稀硫酸反应，不同点是盐酸中含有氯离子，硫酸中含有硫酸根离子，所以猜测是氯离子促进反应，硫酸根离子抑制反应，
故选bc；
（2）选取酸，然后向酸中加入含有不同阴离子的盐并振荡使固体溶解，观察实验现象，从而确定影响因素，
故答案为：3mol/LH2SO4、氯化钠固体（或6mol/LHCl、硫酸钠固体）；
实验II：由反应2Al+6HCl=2AlCl3+H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，
消耗相同物质的量的盐酸和氢氧化钠，加盐酸溶液的试管中参加反应的铝少，剩余的铝多，
故答案为：大于；
（1）在高温条件下，铝和氧化铁反应生成铁和氧化铝，反应方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，
故答案为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 ．
（2）①向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸，实验时发现固体完全溶解，说明固体都是金属单质，所以证明猜想 2一定不正确，故答案为：2；
②向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液，实验时发现固体完全溶解，铝和硅都能与氢氧化钠反应，根据实验现象证明猜想 1一定不正确，故答案为：1；
（3）综合实验①②的现象，可推知猜想3是正确的；铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，
故答案为：3；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．