Question

某探究小组用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速度的因素。

实验药品：2.0 mol/L盐酸、4.0 mol/L盐酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸、相同大小的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去)；每次实验各种酸的用量均为50.0 mL，金属用量均为9.0 g。

Ⅰ.甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，实验及其现象如下：

反应进程 (分钟)	1	2	5	15	20
4.0 mol/L 盐酸	少量气泡	较多气泡	大量气泡	反应剧烈	铝片耗尽
2.0 mol/L 硫酸	无明显现象	极少量 气泡	少量气泡
4.0 mol/L 硫酸	无明显现象	少量气泡	有比较连续的气泡

请回答下列问题：

(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式：                             。

(2)反应在1～15min内，铝与盐酸的反应速率逐渐增大，其原因是      。

(3)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸的反应速率存在差异的原因”，你能对原因作出哪些假设或猜想：        (写出一种即可)。

Ⅱ.乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验。请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表：

实验目的	实验 编号	温度 /℃	金属铝的 形态	盐酸浓度 /mol·L^－^1
1.实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； 2．实验①和③探究温度对该反应速率的影响； 3．实验①和④探究金属规格(铝片、 铝粉)对该反应速率的影响	①	25	铝片	4.0
②
③
④

Answer

Ⅰ.(1)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑ (2)反应放出热量，温度升高，使化学反应速率加快 (3)Cl－能够促进金属铝与H＋的反应(或SO42-对H＋与金属铝的反应起阻碍作用) Ⅱ.如下表所示：

实验编号

温度/℃

金属铝的形态

盐酸浓度/mol·L－1

②

25

铝片

2.0

③

50

铝片

4.0

④

25

铝粉

4.0

注：③中温度填其他合理答案也可

【解析】Ⅰ.(2)1～15 min内铝与盐酸的反应速率逐渐增大的原因主要与反应温度有关，因为该反应是放热反应。(3)比较第1组和第2组(相同H＋浓度的盐酸和硫酸)，二者的区别在于阴离子不同，从而导致反应速率差别较大，故可得出有关假设：Cl－能够促进金属铝与H＋反应或SO42-对H＋与金属铝的反应起阻碍作用。Ⅱ.要完成实验设计，必须明确对比实验的目的。因为实验①和②是探究盐酸浓度对该反应速率的影响，故只改变②中盐酸的浓度；实验①和③是探究温度对该反应速率的影响，故只改变③中的反应温度；实验①和④是探究金属规格(铝片、铝粉)对该反应速率的影响，故只改变④中金属铝的形态。