题目内容

通过近一年的化学实验探究，小林发现金属和酸反应生成氢气的速率与金属的状态、酸的浓度、反应的温度等条件有关．下表是他对铝与稀盐酸反应受哪些条件的影响的探究（其中铝和稀盐酸每次的用量都相同）．请你根据表中的信息填空：
实验编号温度铝的规格盐酸浓度
① 20℃ 铝片 5%
② 20℃ 铝片 10%
③ 铝粉 10%
④ 30℃ 铝片 5%
（1）写出铝与稀盐酸反应的化学方程式．
（2）用②和③来探究铝的状态对反应速率的影响，小林进行实验③时的温度为；
（3）要探究温度对反应速率的影响，小林设计的实验组合是（填写实验编号）；
（4）小林设计实验组合①②的目的是；
（5）实验探究时，小林每次收集的氢气均为30mL，则实验中他还应记录的实验数据是；
（6）在进行上述铝与稀盐酸反应时，粗心的小林不小心将氢氧化钠溶液倒入了铝片中，发现也有气泡产生，好奇的他继续进行了如下实验探究：
【提出问题】铝与氢氧化钠溶液反应时生成的气体是什么？
【进行猜想】猜想①：可能是CO₂；猜想②：可能是O₂；猜想③：可能是H₂．
你认为猜想是不合理的，理由是；
【实验方案】①收集气体：实验时气体收集的方法是；
②检验气体：验证猜想②的方法是；
【得出结论】铝与氢氧化钠溶液反应的方程式为：
2Al+2NaOH+2H₂O=2+3H₂↑（在横线上填上化学式）．

解：（1）铝与盐酸反应会生成氢气和氯化铝．
故答案为：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
（2）对比试验时应创设相同的外界条件，②和③来探究铝的状态对反应速率的过程温度应该相同．
故答案为：20℃．
（3）对比试验控制变量的要求解决．要探究温度对反应速率的影响，就是反应的温度不同而其它条件相同．
故答案为：①④．
（4）①②是其它条件相同而反应时的盐酸浓度不同，所以是检验酸的浓度对反应速度的影响．
故答案为：探究盐酸浓度对反应速率的影响．
（5）由于是对反应速度的影响探究，所以应对收集气体所用的时间进行记录，以便得到生成气体的速度大小．
故答案为：收集30ml氢气所需的时间
（6）【进行猜想】利用质量守恒定律，可知反应前后元素的种类不变，所以二氧化碳不可能生成．
故答案为：①；根据反应前后元素的种类不变，反应前没有碳元素
【实验方案】由于收集的是氢气或氧气，所以应采用排水集气法收集都可以，且现象明显．
检验产物的情况，可利用氧气的检验方法进行检验即可解决．
故答案为：排水集气法，用带火星的木条伸入，若复燃，则是O₂，反之，则不是O₂
【得到结论】据方程式的配平情况可知该物质中含有一个钠原子一个铝原子和两个氧原子．
故答案为：NaAlO₂（元素符号顺序不限）
分析：（1）铝与盐酸反应会生成氢气．
（2）对比试验时应创设相同的外界条件．
（3）对比试验控制变量的要求解决．
（4）①②是其它条件相同而反应时的盐酸浓度不同．
（5）由于是对反应速度的影响探究，所以应对收集气体所用的时间进行记录．
（6）【进行猜想】利用质量守恒定律解决．
【实验方案】由于收集的是氢气或氧气所以应采用排水集气法收集．
利用氧气的检验方法进行检验即可解决．
根据方程式的配平书写相关的化学式．
点评：此题是一道实验探究题，实验探究的方法是控制变量法，及创设相同的外界条件，对某一变量进行分析，是一道综合性较强的实验探究题．