Question

通過近一年的化學實驗探究，小林發現金屬和酸反應生成氫氣的速率與金屬的狀態、酸的濃度、反應的溫度等條件有關．下表是他對鋁與稀鹽酸反應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）．請你根據表中的信息填空：

實驗編號	溫度	鋁的規格	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的化學方程式______．
（2）用②和③來探究鋁的狀態對反應速率的影響，小林進行實驗③時的溫度為______；
（3）要探究溫度對反應速率的影響，小林設計的實驗組合是______（填寫實驗編號）；
（4）小林設計實驗組合①②的目的是______；
（5）實驗探究時，小林每次收集的氫氣均為30mL，則實驗中他還應記錄的實驗數據是______；
（6）在進行上述鋁與稀鹽酸反應時，粗心的小林不小心將氫氧化鈉溶液倒入了鋁片中，發現也有氣泡產生，好奇的他繼續進行了如下實驗探究：
【提出問題】鋁與氫氧化鈉溶液反應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______是不合理的，理由是______；
【實驗方案】①收集氣體：實驗時氣體收集的方法是______；
②檢驗氣體：驗證猜想②的方法是______；
【得出結論】鋁與氫氧化鈉溶液反應的方程式為：
2Al+2NaOH+2H₂O=2______+3H₂↑（在橫線上填上化學式）．

Answer 1

解：（1）鋁與鹽酸反應會生成氫氣和氯化鋁．
故答案為：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
（2）對比試驗時應創設相同的外界條件，②和③來探究鋁的狀態對反應速率的過程溫度應該相同．
故答案為：20℃．
（3）對比試驗控制變量的要求解決．要探究溫度對反應速率的影響，就是反應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時的鹽酸濃度不同，所以是檢驗酸的濃度對反應速度的影響．
故答案為：探究鹽酸濃度對反應速率的影響．
（5）由于是對反應速度的影響探究，所以應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�。�
故答案為：收集30ml氫氣所需的時間
（6）【進行猜想】利用質量守恒定律，可知反應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；根據反應前后元素的種類不變，反應前沒有碳元素
【實驗方案】由于收集的是氫氣或氧氣，所以應采用排水集氣法收集都可以，且現象明顯．
檢驗產物的情況，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，若復燃，則是O₂，反之，則不是O₂
【得到結論】據方程式的配平情況可知該物質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）
分析：（1）鋁與鹽酸反應會生成氫氣．
（2）對比試驗時應創設相同的外界條件．
（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時的鹽酸濃度不同．
（5）由于是對反應速度的影響探究，所以應對收集氣體所用的時間進行記錄．
（6）【進行猜想】利用質量守恒定律解決．
【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．
根據方程式的配平書寫相關的化學式．
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，及創設相同的外界條件，對某一變量進行分析，是一道綜合性較強的實驗探究題．