Question

【題目】某小組同學利用下列實驗探究金屬鋁與不同銅鹽溶液的反應：

實驗	實驗方案	現象
1	向5mLlmol/LCuSO4溶液中加入用砂紙打磨過的鋁片	鋁片表面無明顯現象，20min后鋁片表面有極少氣泡，且有很少量紅色物質生成
2	向5mLlmol/LCuCl2溶液中加入用砂紙打磨過的鋁片	鋁片表面有氣泡產生，同時有紅色物質析出，1min后反應進一步加快，放出大量的熱，有少量黑色固體生成。一段時間后燒杯底部出現白色沉淀

（1）打磨鋁片的目的是_____________________________。

（2）實驗中出現的紅色物質是_______________________________。

（3）實驗2中“1min后反應進一步加快”的原因是________________________________。

（4）經檢驗實驗1、2中產生的無色氣體是H2，黑色固體為CuO，試用離子方程式解釋H2產生的原因__________________________，用文字簡述黑色固體產生的原因____________________________。

（5）依據上述實驗1、2現象推測并判斷，用砂紙打磨后的鋁片分別與H+濃度均為0.2molL-1的鹽酸和硫酸反應，反應速率：前者比后者____________（填“快”或“慢”）

（6）經證明實驗2 中白色沉淀的化學成分為CuCl。某同學猜測可能是Cu與CuCl2溶液反應生成了CuCl，因為Cu具有________性。依據猜測他進行了如下實驗：取Cu粉與適量1mol/LCuCl2溶液混合，一段時間后觀察無白色沉淀產生。該同學再次分析Al 與CuCl2溶液反應的實驗現象，改進實驗方案，證明了Cu與CuCl2溶液反應生成了CuCl，他的改進方法為__________________。

Answer 1

【答案】 除去表面的氧化物膜 Cu 或銅 Cu和Al在酸性條件下形成原電池，加快反應速率 Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ 2Al+6H+ = 3H2↑+2Al3+ Cu2+水解生成的 Cu(OH)2 受熱分解生成黑色的 CuO 快 還原 加熱后觀察

【解析】(1)打磨鋁片可以除去表面的氧化物薄膜，故答案為：除去表面的氧化物膜；

(2)鋁的活潑性比銅強，能夠置換出硫酸銅溶液中的銅，因此實驗中出現的紅色物質是銅，故答案為：銅；

(3) “1min后，置換出來的Cu和Al在酸性條件下形成原電池，加快反應速率，故答案為：Cu和Al在酸性條件下形成原電池，加快反應速率；

(4)CuSO4是強酸弱堿鹽，水解后溶液顯酸性，金屬鋁能夠與酸反應放出氫氣，反應過程中放出的熱量使水解生成的氫氧化銅分解為黑色的氧化銅，故答案為：Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+、2Al+6H+ = 3H2↑+2Al3+； Cu2+水解生成的 Cu(OH)2 受熱分解生成黑色的 CuO；

(5)實驗1水解生成硫酸，反應速率慢，實驗2水解生成鹽酸，反應速率快，因此用砂紙打磨后的鋁片分別與H+濃度均為0.2molL-1的鹽酸和硫酸反應，鹽酸反應速率快，故答案為：快；

(6)銅是活潑性差一點的金屬，但反應中仍能夠失去電子，體現還原性，因此猜測Cu與CuCl2溶液反應生成了CuCl是合理的，鋁和氯化銅溶液反應過程中有白色沉淀生成，反應過程放出大量熱量，證明了Cu與CuCl2溶液反應生成CuCl，可以加熱觀察是否生成白色沉淀，若加熱出現沉淀說明Cu與CuCl2溶液反應生成了CuCl，若不出現沉淀說明Cu與CuCl2溶液不能反應生成了CuCl，故答案為：加熱后觀察現象。