Question

【題目】某興趣小組同學(xué)利用下圖所示裝置進(jìn)行“鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后試管中的溶液出現(xiàn)分層現(xiàn)象：

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】

時(shí)間	觀察現(xiàn)象
3min	鋁條表面有紅色固體出現(xiàn)，鋁條所在位置及其上方溶液顏色逐漸變淺，下方溶液沒有變化
0.5h	鋁條表面聚集大量紅色物質(zhì)，鋁條周圍溶液呈無色透明，下方溶液仍為藍(lán)色，無色溶液和藍(lán)色溶液界面清晰

（1）寫出鋁和硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。

（2）實(shí)驗(yàn)前打磨鋁條并將其繞成螺旋狀的目的分別是_______________、_______________

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，銅與鋁的金屬活動(dòng)性關(guān)系為___________________。

（4）根據(jù)反應(yīng)后明顯分層的溶液判斷，生成的硫酸鋁溶液密度_______(填“>”或“=”或“<”)原硫酸銅溶液密度，根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系分析，導(dǎo)致這種結(jié)果的原因可能是_______________。

附加分：若正確回答下列小題，將獲得4分的獎(jiǎng)勵(lì)，但化學(xué)試卷總分不超過60分。

（5）為促進(jìn)鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)，在配制硫酸銅溶液時(shí)加入少量NaCl。

【提出問題】為什么在硫酸銅溶液中加入NaCl，有利于鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)?

【提出假設(shè)】Cl的存在有利于鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該假設(shè)_______________________________。

除以上方案外，你還能想到的另一種方案是_______________________________。

Answer 1

【答案】 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)+3Cu 除去鋁條表面的氧化鋁薄膜(答案合理即可，下同)； 增大反應(yīng)物的接觸面積 鋁>銅 < 鋁置換出銅，固體質(zhì)量增加，溶液溶質(zhì)由CuSO4變?yōu)锳l2(SO4)3，溶質(zhì)質(zhì)量減小，但溶劑質(zhì)量不變，因此溶液密度減小 向兩份相同的鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的裝置中分別加入質(zhì)量相等的NaCl固體和Na2SO4固體，對(duì)比反應(yīng)的速率 向兩份相同的鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的裝置中分別加入質(zhì)量相等的KCl固體和MgCl2固體，對(duì)比反應(yīng)的速率

【解析】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】（1）根據(jù)鋁和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋁和銅解答；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)前打磨鋁條是除去鋁條表面的氧化鋁薄膜及繞成螺旋狀的目的增大反應(yīng)物的接觸面積解答；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析解答；（4）根據(jù)題中信息解答；根據(jù)鋁的相對(duì)原子質(zhì)量比銅小分析解答；【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)分析解答。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】（1）鋁和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋁和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3CuSO4=Al2(SO4)+3Cu；（2）實(shí)驗(yàn)前打磨鋁條并將其繞成螺旋狀的目的分別是除去鋁條表面的氧化鋁薄膜和增大反應(yīng)物的接觸面積；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，鋁能置換出硫酸銅溶液中的銅，故銅與鋁的金屬活動(dòng)性關(guān)系為鋁>銅；（4）根據(jù)反應(yīng)后明顯分層的溶液判斷，生成的硫酸鋁溶液密度<原硫酸銅溶液密度，根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系分析，導(dǎo)致這種結(jié)果的原因可能是鋁置換出銅，固體質(zhì)量增加，溶液溶質(zhì)由CuSO4變?yōu)?/span>Al2(SO4)3，溶質(zhì)質(zhì)量減小，但溶劑質(zhì)量不變，因此溶液密度減小；【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】方案一：向兩份相同的鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的裝置中分別加入質(zhì)量相等的NaCl固體和Na2SO4固體，對(duì)比反應(yīng)的速率；方案二：向兩份相同的鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的裝置中分別加入質(zhì)量相等的KCl固體和MgCl2固體，對(duì)比反應(yīng)的速率。