Question

(16分) 某校化学兴趣小组的同学经查阅资料得知：铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝，但奇怪的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜。为此该小组的同学对铝表面的氧化膜进行了探究，其过程如下，请完成下列填空。
(1)用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片，放在酒精灯火焰上灼烧，铝片表面接触火焰的部分变暗，片刻后变软，轻轻摇动，会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落。这是因为铝表面氧化膜的熔点________(填“高于”或“低于”)内层铝的熔点，并将其裹住，所以不易发生滴落现象。
(2)取纯净的铝箔，包裹住一小块金属钠后放入水中无现象；将该铝箔用针刺些小孔后再包裹住一小块金属钠后放入水中，迅速就有大量的气泡产生。试解释其中的原因，并写出相关的化学方程式：___________      ___________________。
(3)用砂纸打磨一铝片，使其表面变粗糙，再将其放入CuSO₄稀溶液中，2～3 min后有少量红色固体附着在其表面。试写出产生红色固体的离子方程式：                     。
(4)把两块未用砂纸打磨过的铝片都浸入氢氧化钠溶液中，片刻后其表面产生无色气体。试写出铝的氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：___________________________。
(5)另取一铝制易拉罐，收集满一罐CO₂，加入过量的浓氢氧化钠溶液，立即把口封闭。可以发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了；过一会后，易拉罐又会作响并鼓起来。试解释为什么，写出有关的离子方程式                                          

Answer 1

(1)高于；（2）铝与水不反应，钠与水迅速反应产生氢气；生成的氢氧化钠溶液又溶解金属铝再产生氢气。相关的化学方程式为：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑; 2Al+2 NaOH+ 2H₂O=2 NaAlO₂+3H₂↑（3）2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu ； (4)Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O； (5) 开始时浓氢氧化钠溶液吸收CO₂引起易拉罐内压强减小，导致易拉罐变瘪，离子方程式为：CO₂+2OH^-= CO₃^2-+ H₂O；过一会后暴露出来的Al又与氢氧化钠溶液反应生成了H₂，压强又逐渐增大，导致易拉罐又重新鼓了起来，离子方程式为：2Al+2OH^-+ 2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

试题分析：（1）铝在酒精灯火焰上加热，铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高于铝，所以内部的铝熔化，但外面的氧化铝并不熔化，好象有一层膜兜着。
（2）铝包在钠表面，铝与水不反应。用针刺些小孔后钠与水生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠溶液又与铝产生氢气。反应方程式为2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑; 2Al+2 NaOH+ 2H₂O=2 NaAlO₂+3H₂↑。
（3）用砂纸打磨铝片，表面的氧化铝被除去，铝与硫酸铜溶液反应置换出铜。
（4）氧化铝与氢氧化钠溶液离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O。
（5）开始时浓氢氧化钠溶液吸收CO₂引起易拉罐内压强减小，导致易拉罐变瘪，离子方程式为：CO₂+2OH^-= CO₃^2-+ H₂O；过一会后暴露出来的Al又与氢氧化钠溶液反应生成了H₂，压强又逐渐增大，导致易拉罐又重新鼓了起来，离子方程式为：2Al+2OH^-+ 2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑
点评：通常情况下镁、铝的表面有一层致密的氧化物保护膜能保护内部的金属不被氧化，所以镁、铝不需要密封保存。