题目内容

【题目】某研究性学习小组在验证"铝丝与硫酸铜溶液反应"的实验时,发现很长一段时间铝丝表面都没有明显的现象。

[ 提出问题 ] 是什么原因导致反应现象不明显呢?

[ 查阅资料 ] 氯离子穿透铝表面致密氧化膜的能力强于硫酸根离子。

[ 猜想与假设 ]

甲:可能与反应物间的接触面积有关;

乙:可能与硫酸根离子穿透氧化膜的能力有关;你认为还可能与_________有关( 写出一条即可 )。

[设计实验 ]

1)将打磨后的等质量的铝片和铝丝分别放入等体积、浓度的硫酸铜溶液中,发现前者反应的速率明显比后者快,观察到的现象是__________。甲认为自己的猜想正确。

2 你认为该实验设计是_________(填严谨" 不严谨)的,理由是________。请写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式___________

3)设计实验验证乙的猜想:

实验操作

实验现象

实验结论

室温下,将两根相同的铝丝分别放入等体积、浓度的硫酸铜溶液和______________溶液中

后者铝丝表面变红明显比前者快

乙同学猜想正确

4)若要进一步验证乙的猜想,请完成下列实验方案;

实验操作

实验现象

实验结论

_________

_________

乙同学猜想正确

【答案】硫酸铜溶液的浓度或温度 溶液变浅,最后变为无色,铝的表面有红色物质析出 答案合理即可 不严谨 没有控制温度相同 答案合理即可 氯化铝 取与上述实验等体积,等浓度的硫酸铜溶液置于试管中,再加入少量氯化铝完全溶解,取与上述实验打磨程度相同的铝丝插入试管中,观察现象 立即有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色

【解析】

{猜想与假设}化学反应受多种因素的影响,铝丝与硫酸铜溶液反应的速率不仅与铝的形状有关,还受硫酸铜溶液的浓度或温度影响,故填硫酸铜溶液的浓度或温度。

{设计实验}1)铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,实验中观察到的现象是溶液由蓝色逐渐变成无色,同时铝的表面有红色物质析出,故填溶液变浅,最后变为无色,铝的表面有红色物质析出。

2)该实验的设计是不严谨的,故填不严谨;

实验中只控制了硫酸铜溶液的体积与浓度,没有控制硫酸铜溶液的温度,所以实验设计不严谨,故填没有控制温度相同;

铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,故反应的化学方程式写为:2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu。(3)乙同学的猜想正确,则实验中的药品中应该含有氯离子,所以需要的药品是氯化铝溶液,故填氯化铝。

4)要进一步验证乙的猜想,还可以采用以下实验方案:取与上述实验等体积,等浓度的硫酸铜溶液置于试管中,再加入少量氯化铝完全溶解,取与上述实验打磨程度相同的铝丝插入试管中,观察现象,故填取与上述实验等体积,等浓度的硫酸铜溶液置于试管中,再加入少量氯化铝完全溶解,取与上述实验打磨程度相同的铝丝插入试管中,观察现象;

该实验中观察到的现象是立即有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色,说明乙同学的猜想正确,故填立即有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色。

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