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①SO₄^2—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)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑ (2)Cl－对铝与H＋的反应有促进作用 (3)①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 ②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

(4)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

【解析】(1)金属与酸反应的实质是金属与溶液中的H＋反应。(2)本题的难点是如何提出问题。稀硫酸中含有H＋和SO42—，稀盐酸中含有H＋和Cl－。依题意信息知，外形和组成均相同的铝与等浓度的酸反应，接触面积相同，H＋浓度相同，反应在相同温度下进行，说明二者的温度、浓度、接触面积都相同，不同的是溶液中所含阴离子不同，联想催化剂对化学反应的影响，可能是阴离子对反应的影响不同。(3)针对提出的猜想，设计实验方案。设计方案可以从正反两个方面切入。(4)改变条件加快反应，要从影响化学反应速率的因素切入：温度、浓度、催化剂和固液反应接触面积。