Question

15、小明選擇“鋁絲和鹽酸反應(yīng)的快慢與什么因素有關(guān)”的課題開展探究．下表是他分別用相同質(zhì)量的鋁絲和足量稀鹽酸反應(yīng)的三組實驗數(shù)據(jù)：

（1）寫出鋁和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑

；
（2）實驗②和③表明：該反應(yīng)快慢與

溫度

有關(guān)．
（3）能表明鹽酸濃度對反應(yīng)快慢有影響的實驗編號是：

①

和

②

．
（4）如果把實驗①中鹽酸的質(zhì)量分數(shù)改為4%，請你推出鋁絲消失的時間（用t表示）取值范圍

300＜t＜500

．
（5）該實驗除了用鋁絲消失的時間來衡量反應(yīng)的快慢程度外，你還能提出新的方法來衡量該反應(yīng)的快慢嗎？方法：

用排水法收集一瓶氫氣所需時間的多少來衡量（或通過單位時間內(nèi)生成氫氣的量、溫度變化來衡量等）

．
（6）小明將稀鹽酸換成稀硫酸繼續(xù)實驗，發(fā)現(xiàn)鋁絲和稀硫酸反應(yīng)現(xiàn)象不明顯．
發(fā)現(xiàn)問題：為什么鋁絲易與稀鹽酸而難與稀硫酸反應(yīng)呢？
提出假設(shè)：Cl^-的存在使酸和鋁反應(yīng)容易進行．
設(shè)計實驗：如果你能幫助小明設(shè)計一個合理的實驗來驗證假設(shè)，將獎勵4分（化學(xué)試卷總分不超過60分）：

向兩支試管中各加入鋁絲和稀硫酸，再分別加入氯化鈉溶液和硫酸鈉溶液（答出加入氯化鈉溶液，獎勵2分）（或向放有鋁絲和稀硫酸的試管中加入稀鹽酸．）

．

Answer 1

分析：本題屬于科學(xué)探究綜合題．考察化學(xué)方程式的書寫、探究影響鋁絲和鹽酸反應(yīng)快慢的因素等有關(guān)科學(xué)探究的問題，考查學(xué)生理解控制變量、知識遷移能力以及解讀信息的能力．本題解題的關(guān)鍵是讀懂實驗數(shù)據(jù)表，實驗①和②比較：自變量是“鹽酸濃度“，控制變量是“反應(yīng)溫度、相同質(zhì)量的鋁絲和足量稀鹽酸“，因變量是“鋁絲消失的時間“；實驗②和③比較：自變量是“反應(yīng)溫度“，控制變量是“鹽酸濃度、相同質(zhì)量的鋁絲和足量稀鹽酸“，因變量是“鋁絲消失的時間“．

解答：解：由實驗②和③對比可知，反應(yīng)溫度不同，反應(yīng)的時間不同，故該反應(yīng)快慢與溫度有關(guān)；由實驗①②對比可知，鹽酸的濃度越高，反應(yīng)的時間就越短，而且已知，鋁絲與3%的鹽酸反應(yīng)，需要300秒；與6%的鹽酸反應(yīng)，需要300秒．4%的鹽酸的濃度在3%到6%之間，所以鋁絲與4%的鹽酸反應(yīng)的時間應(yīng)該在500秒到300秒之間．衡量該反應(yīng)的快慢的方法很多，如用排水法收集一瓶氫氣所需時間的多少、溫度變化來衡量等．在向兩支試管中各加入鋁絲和稀硫酸，再分別加入氯化鈉溶液和硫酸鈉溶液，在兩支試管中分別加入了氯離子和硫酸根離子，可以證明Cl^-的存在使酸和鋁反應(yīng)容易進行．
故答案為：（1）2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
（2）溫度
（3）①和②
（4）300＜t＜500
（5）用排水法收集一瓶氫氣所需時間的多少來衡量（或通過單位時間內(nèi)生成氫氣的量、溫度變化來衡量等，其他合理答案均給分）
（6）向兩支試管中各加入鋁絲和稀硫酸，再分別加入氯化鈉溶液和硫酸鈉溶液（答出加入氯化鈉溶液，獎勵2分）（或向放有鋁絲和稀硫酸的試管中加入稀鹽酸．其他合理答案均給分）

點評：讀懂實驗數(shù)據(jù)表、采用控制變量法、靈活運用知識以及正確解讀信息是解題的關(guān)鍵．