题目内容
【题目】理科实验操作考试中，小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入硫酸铜溶液，发现铝片表面上产生气泡速率明显增快，对此他产生了兴趣。
（提出问题）硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂？硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗？
（设计实验1）室温下，小明将过量、表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10﹪稀盐酸中，并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液，记录获得相同体积氢气的时间，从而确定产生氢气的速率。
实验混合溶液 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
硫酸铜饱和溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | 10 | 20 |
水/mL | 20 | 19.5 | 17.5 | V | 10 | 0 |
（1）上述表格中V＝__________。
（2）写出铝和稀盐酸反应的化学方程式__________。
（3）定量收集氢气体积可用如图__________（填字母序号）装置。
（实验现象）随着硫酸铜溶液体积的增加，产生氢气的速率先快后慢，且铝片表面附着的红色物质逐渐增加。
（结论与解释）
（4）随着硫酸铜溶液体积的增加，反应速率明显变慢可能的原因是_______________。
（5）根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂，其原因是______________。
（实验反思）加快铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是（写一点）_____________。
（设计实验2）根据上述实验，小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率；为了研究不同金属离子对反应的影响，小明同学继续实验，取过量表面积相同的铝片和30mL10﹪稀盐酸混合后加入不同的盐溶液，实验现象如下（加号越多，代表反应速率越快）。
实验 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
加入试剂0.5mL | 水 | 5﹪NaCl溶液 | 5﹪Mg(NO3)2溶液 | 5﹪FeSO4溶液 | 5﹪CuSO4溶液 |
产生气泡速率 | + | + | + | ++ | +++ |
（6）上表中，用水进行实验的目的是_______________。
（7）上述实验设计存在有缺陷，该缺陷是_____________。改进实验后，仍符合上表中的实验现象，可得到的实验结论是_________（写一点）。
【答案】15 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ C 部分铝和硫酸铜溶液发生了置换反应 CuSO4质量发生了改变且和铝发生了反应 提高温度或增大盐酸浓度等 进行对照 铝片表面未经过打磨 Na+、Mg2+对实验效果没明显效果或Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸反应速率且Cu2+效果最好
【解析】
（1）要对比试验效果，除了硫酸铜物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，每组盐酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同，而硫酸铜溶液和水的总体积应相同，第1组中硫酸铜0mL,水为20，那么总量为20mL,则V=20mL-5mL=15mL，故填：15.
（2）铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+ 6HCl=2AlCl3 + 3H2↑.
（3）氢气的密度比水的小，从短管进，水被从长管排出，故定量收集氢气体积可用如图c装置，故选：C。
（4）铝比铜活泼，部分铝和硫酸铜溶液发生了置换反应，随着硫酸铜溶液体积的增加，反应速率明显变慢，故填：部分铝和硫酸铜溶液发生了置换反应。
（5）根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂，其原因是硫酸铜质量发生了改变且和铝发生了反应，故填：部分铝和硫酸铜溶液发生了置换反应。
[实验反思]加速铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是提高温度,增大盐酸浓度等，故填：提高温度或增大盐酸浓度等。
（6）用水进行实验的目的是进行对照，故填：进行对照。
（7）铝化学性质活泼，表面有一层氧化膜，上述实验设计存有缺陷，该缺陷是铝片未经过表面打磨；改进实验后，仍符合上表中的实验现象，可得到的结论是:Na+ 、Mg2+ 对实验效果没有明显效果;Fe2+ 、Cu2+ 能加快铝和稀盐酸反应的速率，且Cu2+效果最好，故填：Na+、Mg2+对实验效果没明显效果或Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸反应速率且Cu2+效果最好。
名校课堂系列答案
【题目】某研究小组为探究铁、铜、锰(Mn)、银的金属活动性顺序，进行了如下三个实验(其中金属均已打磨，且形状、大小相同，试管中所用溶液的体积相同)。下列判断不正确的是
实验一 | 实验二 | 实验三 | |
实验操作 |
|
|
|
实验现象 | 立即产生气泡，速率较慢 | 立即产生气泡，速率较快 | 铜片的表面有银白色固体,一段时间后。溶液由无色变为蓝色 |
A.通过实验一和实验二的反 应剧烈程度，能判断出铁和锰的金属活动性强弱
B.在上述三个实验基础上再增加一个铜和5%盐酸的实验,则能判断出四种金属的活动性顺序
C.通过上述三个实验，能判断出四种金属的活动性顺序
D.通过实验三的反应现象，能判断出铜和银的金属活动性强弱
