Question

某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究鋁等金屬的性質(zhì)：將一置于空氣中的鋁片投入濃氯化銅溶液中，鋁片表面出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質(zhì)，接下來鋁片上產(chǎn)生大量氣泡，產(chǎn)生的氣體，具有可燃性，溶液溫度迅速上升．若用同樣的鋁片投入同濃度的硫酸
銅溶液中，在短時間內(nèi)鋁片無明顯變化．
（1）鋁與氯化銅溶液能迅速反應(yīng)，而與同濃度的硫酸銅溶液在短時間內(nèi)不反應(yīng)的原因可能是

D

．（填序號）
A．生成氯化鋁溶于水，而生成硫酸鋁不溶于水
B．氯化銅溶液酸性比同濃度的硫酸銅溶液酸性強
C．硫酸銅水解生成硫酸使鋁鈍化
D．氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜，而硫酸根離子不能
（2）鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質(zhì)是

Cu

．
（3）放出的氣體是

H₂

，請從有關(guān)物質(zhì)的濃度、能量、是否有電化學(xué)作用等分析開始階段產(chǎn)生氣體的速率不斷加快的其中一種原因是

隨著反應(yīng)進行生成鋁離子濃度增大，水解程度增大，產(chǎn)生H⁺的濃度增大；或該反應(yīng)放熱，升高溫度反應(yīng)加快；或銅與鋁構(gòu)成原電池，加快鋁溶解

．
（4）某同學(xué)通過其它的實驗操作，也能使鋁片與硫酸銅溶液反應(yīng)加快，他采取的措施可能是

A、B、D

．
A．用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜后投入硫酸銅溶液中
B．把鋁片投入熱氫氧化鈉溶液中一段時間后，取出洗滌，再投入硫酸銅溶液中
C．向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液，再投入鋁片
D．向硫酸銅溶液中加入氯化鈉固體，再投入鋁片
（5）除去氧化鋁的鋁片與鎂片為電極，在 X 電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池，列表如下：

選項	鋁電極	電解質(zhì)	負(fù)極反應(yīng)	正極反應(yīng)
A	負(fù)極	NaOH	2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O	6H2O+6e-=6OH-+3H2↑
B	負(fù)極	稀鹽酸	2Al-6e-=2Al3+	6H++6e-=3H2↑
C	正極	濃硝酸	Mg+2e-=Mg2+	2NO3-+4H+-4e-=2NO2↑+2H2O

其中正確的是

A

 （填序號），由此推知，金屬作電極不僅與本身性質(zhì)相關(guān)，而且與

電解質(zhì)性質(zhì)

有關(guān)．

Answer 1

分析：（1）金屬鋁的表面有一層致密的氧化物薄膜，結(jié)合氯化鋁和硫酸鋁陰離子的不同來分析；
（2）金屬鋁能置換銅鹽中的金屬銅，金屬鋁也能和酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；
（3）溫度、濃度、原電池原理均能使化學(xué)反應(yīng)速率加快；
（4）根據(jù)原電池原理能加速金屬的腐蝕以及氧化鋁能和強堿反應(yīng)的性質(zhì)來回答；
（5）原電池的負(fù)極是氧化還原反應(yīng)中失電子的極．

解答：解：（1）金屬鋁的表面有一層致密的氧化物薄膜，氯化鋁和硫酸鋁陰離子的不同，氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜，而硫酸根離子不能，故答案為：D；
（2）金屬銅呈暗紅色，金屬鋁能置換銅鹽中的金屬銅，即2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺，故答案為：Cu；
（3）氯化銅和硫酸銅均是強酸弱堿鹽，水解顯酸性，金屬鋁能和酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，Cu²⁺+2H₂OCu（OH）₂+2H⁺，2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，金屬鋁能和酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溫度、濃度、原電池原理均能使化學(xué)反應(yīng)速率加快，開始階段產(chǎn)生氣體的速率不斷加快的原因是其中某一個或多個因素的結(jié)果，
故答案為：氫氣；隨著反應(yīng)進行生成鋁離子濃度增大，水解程度增大，產(chǎn)生H⁺的濃度增大；或該反應(yīng)放熱，升高溫度反應(yīng)加快；或銅與鋁構(gòu)成原電池，加快鋁溶解；
（4）A、用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜，再投入硫酸銅溶液中，形成鋁銅原電池，能加速金屬的腐蝕，故A正確；
B、氧化鋁能和強堿反應(yīng)，然后把鋁片投入投入硫酸銅溶液中，形成鋁銅原電池，能加速金屬的腐蝕，故B正確；
C、硫酸銅和氫氧化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，再投入鋁片不反應(yīng)，故C錯誤；
D、在鋁片上捆上幾枚銅釘后投入同濃度的硫酸銅溶液中，會形成銅、鋁、硫酸銅原電池，金屬鋁做負(fù)極，加快反應(yīng)速率，故D正確．
故答案為：ABD；
（5）鋁片與銅片為電極，電解質(zhì)溶液為鹽酸時，金屬鋁做負(fù)極，當(dāng)氫氧化鈉作電解質(zhì)時，仍是金屬鋁做負(fù)極，當(dāng)電解質(zhì)是濃硝酸時，金屬鋁和它鈍化，所以銅做負(fù)極，即分析電極還需注意電解質(zhì)的性質(zhì)，故答案為：A；電解質(zhì)的性質(zhì)．

點評：本題考查了學(xué)生金屬鋁及其化合物的性質(zhì)，以實驗題的形式出現(xiàn)，綜合性很強，難度較大．