Question

7．在两支小试管中分别加入5mL 盐酸和5mL硫酸，再分别放入一段大小相同且纯度＞99.5%铝片，实验现象如表所示．     

	1min	6min	8min	20min
3mol?L-1盐酸	少量 气泡	较多 气泡	大量气泡，出现灰色物质	气泡消失，溶液澄清透明
1.5mol?L-1 硫酸	无明显现象（无气泡）

（1）根据铝与盐酸反应的实验回答下列问题：（每空2分）
①开始时无明显现象的原因是铝片表面存在致密的氧化膜．
②6min至8min反应越来越快原因是（氧化膜除去后）反应放出大量热使溶液温度升高，反应速率增大．
③实验中出现了大量灰色物质主要是铝，证实你的判断的实验依据是反应结束后溶液澄清透明（或铝片纯度＞99.5%）．
（2）为了探究铝与稀盐酸、稀硫酸反应明显不同，某学习小组进行如下探究：
【查阅资料】
铝是活泼金属，能迅速与空气或水中氧气形成致密氧化物薄膜，保护铝不被氧化．
氢离子能与氧化膜中的氧离子结合成水，但薄膜中铝离子阻碍氢离子与氧离子的反应．
氯离子能穿透氧化膜，代替氧离子而破坏氧化膜，同时阻碍氧化膜的形成．
铝能与汞形成铝汞齐（合金），铝就不能形成氧化膜．
【提出假设】：
假设一：SO₄^2-能阻碍金属铝与H⁺反应

		实验方案	现象	实验结论
A	3mol•L-1盐酸	/	产生较多气泡	/
B	3mol•L-1盐酸	Na2SO4晶体少量	与A无明显差异	假设一：不成立． （填“成立”、“不成立”）
C	1.5mol•L-1硫酸	NaCl晶体少量	与A无明显差异
D	3mol•L-1盐酸	NaCl晶体少量	与A无明显差异

假设二：钝化膜能阻碍金属铝与H⁺反应

E	1.5mol•L-1硫酸		无现象
F	1.5mol•L-1硫酸	铝片用砂纸打磨	少量气泡后停止	假设二：成立． （填“成立”、“不成立”）
G	1.5mol•L-1硫酸	铝片用食盐水泡1天再取出清洗	少量气泡后停止
H	1.5mol•L-1硫酸	铝片插入Hg（NO3）2溶液再取出清洗	表面有较多气泡
I	1.5mol•L-1硫酸	铝片插入Cu（NO3）2溶液再取出清洗	无气泡

为了验证上述假设，某学习小组经过讨论进行如下实验设计：
【实验探究】（以下实验均在室温下进行，溶液体积均为5mL，所用晶体物质的量均相等，所有铝片大致相同）
回答下列问题
①请完成上表中的实验结论．
②设计实验D的目的是：排除Na⁺对反应速率的影响（或反应速率与Na⁺的增加和减少无关）
③除去氧化膜的铝片在F、G实验中出现少量气泡后反应停止的原因是：重新生成致密氧化膜．

Answer 1

分析 （1）①铝片表面存在致密的氧化膜；
②反应放出大量热使溶液温度升高，反应速率增大；
③实验中出现了大量灰色物质主要是铝；证实你的判断的实验依据是反应结束后溶液澄清透明（或铝片纯度＞99.5%）；
假设一：SO₄^2-能阻碍金属铝与H⁺反应，对应的四个探究性实验现象相同，说明SO₄^2-不能阻碍金属铝与H⁺反应；
假设二：钝化膜能阻碍金属铝与H⁺反应，对应的五个探究性实验产生气泡的现象不相同，说明钝化膜能阻碍金属铝与H⁺反应；
②实验D的目的是：排除Na⁺对反应速率的影响；
③据铝极易被氧化来分析．

解答 解：（1）①开始时无明显现象的原因是铝片表面存在致密的氧化膜，
故答案为：铝片表面存在致密的氧化膜；
②6min至8min反应越来越快原因是（氧化膜除去后）反应放出大量热使溶液温度升高，反应速率增大，
故答案为：（氧化膜除去后）反应放出大量热使溶液温度升高，反应速率增大；
③实验中出现了大量灰色物质主要是铝；证实你的判断的实验依据是反应结束后溶液澄清透明（或铝片纯度＞99.5%），
故答案为：铝；反应结束后溶液澄清透明（或铝片纯度＞99.5%）；
假设一：SO₄^2-能阻碍金属铝与H⁺反应，对应的四个探究性实验现象相同，说明SO₄^2-不能阻碍金属铝与H⁺反应，故假设一不成立，
故答案为：不成立；
假设二：钝化膜能阻碍金属铝与H⁺反应，对应的五个探究性实验产生气泡的现象不相同，说明钝化膜能阻碍金属铝与H⁺反应，故假设二成立，
故答案为：成立；
②设计实验D的目的是：排除Na⁺对反应速率的影响（或反应速率与Na⁺的增加和减少无关），
故答案为：排除Na⁺对反应速率的影响（或反应速率与Na⁺的增加和减少无关）；
③除去氧化膜的铝片在F、G实验中出现少量气泡后反应停止的原因是：重新生成致密氧化膜，
故答案为：重新生成致密氧化膜．

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．