Question

14、通過近一年的化學(xué)實驗探究，小林發(fā)現(xiàn)金屬和酸反應(yīng)生成氫氣的速率與金屬的狀態(tài)、酸的濃度、反應(yīng)的溫度等條件有關(guān)．下表是他對鋁與稀鹽酸反應(yīng)受哪些條件的影響的探究（其中鋁和稀鹽酸每次的用量都相同）．請你根據(jù)表中的信息填空：

實驗編號	溫度	鋁的規(guī)格	鹽酸濃度
①	20℃	鋁片	5%
②	20℃	鋁片	10%
③		鋁粉	10%
④	30℃	鋁片	5%

（1）寫出鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑

．
（2）用②和③來探究鋁的狀態(tài)對反應(yīng)速率的影響，小林進行實驗③時的溫度為

20℃

；
（3）要探究溫度對反應(yīng)速率的影響，小林設(shè)計的實驗組合是

①④

（填寫實驗編號）；
（4）小林設(shè)計實驗組合①②的目的是

探究鹽酸濃度對反應(yīng)速率的影響

；
（5）實驗探究時，小林每次收集的氫氣均為30mL，則實驗中他還應(yīng)記錄的實驗數(shù)據(jù)是

收集30ml氫氣所需的時間

；
（6）在進行上述鋁與稀鹽酸反應(yīng)時，粗心的小林不小心將氫氧化鈉溶液倒入了鋁片中，發(fā)現(xiàn)也有氣泡產(chǎn)生，好奇的他繼續(xù)進行了如下實驗探究：
【提出問題】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時生成的氣體是什么？
【進行猜想】猜想①：可能是CO₂；猜想②：可能是O₂；猜想③：可能是H₂．
你認為猜想

①

是不合理的，理由是

根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)前沒有碳元素

；
【實驗方案】①收集氣體：實驗時氣體收集的方法是

排水集氣法

；
②檢驗氣體：驗證猜想②的方法是

用帶火星的木條伸入，若復(fù)燃，則是O₂，反之，則不是O₂

；
【得出結(jié)論】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式為：
2Al+2NaOH+2H₂O=2

NaAlO₂

+3H₂↑（在橫線上填上化學(xué)式）．

Answer 1

分析：（1）鋁與鹽酸反應(yīng)會生成氫氣．
（2）對比試驗時應(yīng)創(chuàng)設(shè)相同的外界條件．
（3）對比試驗控制變量的要求解決．
（4）①②是其它條件相同而反應(yīng)時的鹽酸濃度不同．
（5）由于是對反應(yīng)速度的影響探究，所以應(yīng)對收集氣體所用的時間進行記錄．
（6）【進行猜想】利用質(zhì)量守恒定律解決．
【實驗方案】由于收集的是氫氣或氧氣所以應(yīng)采用排水集氣法收集．
利用氧氣的檢驗方法進行檢驗即可解決．
根據(jù)方程式的配平書寫相關(guān)的化學(xué)式．

解答：解：（1）鋁與鹽酸反應(yīng)會生成氫氣和氯化鋁．
故答案為：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
（2）對比試驗時應(yīng)創(chuàng)設(shè)相同的外界條件，②和③來探究鋁的狀態(tài)對反應(yīng)速率的過程溫度應(yīng)該相同．
故答案為：20℃．
（3）對比試驗控制變量的要求解決．要探究溫度對反應(yīng)速率的影響，就是反應(yīng)的溫度不同而其它條件相同．
故答案為：①④．
（4）①②是其它條件相同而反應(yīng)時的鹽酸濃度不同，所以是檢驗酸的濃度對反應(yīng)速度的影響．
故答案為：探究鹽酸濃度對反應(yīng)速率的影響．
（5）由于是對反應(yīng)速度的影響探究，所以應(yīng)對收集氣體所用的時間進行記錄，以便得到生成氣體的速度大小．
故答案為：收集30ml氫氣所需的時間
（6）【進行猜想】利用質(zhì)量守恒定律，可知反應(yīng)前后元素的種類不變，所以二氧化碳不可能生成．
故答案為：①；根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)前沒有碳元素
【實驗方案】由于收集的是氫氣或氧氣，所以應(yīng)采用排水集氣法收集都可以，且現(xiàn)象明顯．
檢驗產(chǎn)物的情況，可利用氧氣的檢驗方法進行檢驗即可解決．
故答案為：排水集氣法，用帶火星的木條伸入，若復(fù)燃，則是O₂，反之，則不是O₂
【得到結(jié)論】據(jù)方程式的配平情況可知該物質(zhì)中含有一個鈉原子一個鋁原子和兩個氧原子．
故答案為：NaAlO₂（元素符號順序不限）

點評：此題是一道實驗探究題，實驗探究的方法是控制變量法，及創(chuàng)設(shè)相同的外界條件，對某一變量進行分析，是一道綜合性較強的實驗探究題．