9. 某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质:将一小片久置铝片投入浓氯化铜溶液中,铝片表面很快出现一层海绵状暗红色物质,接下来铝片上产生大量气泡,触摸容器知溶液温度迅速上升,收集气体,检验得知其具有可燃性。若将同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中,在短时间内铝片无明显变化。
(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是______。(填序号)
A.铝与Cl-反应,铝与SO不反应
B.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
D.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
E.生成的氯化铝溶于水,而生成的硫酸铝不溶于水
(2)铝片表面出现的暗红色物质是__________。
(3)放出的气体是__________,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析,开始阶段产生气体的速率不断加快的原因________________________________________________________________________。
(4)某同学通过一定的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是________。
A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
D.在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
(5)以除去氧化铝的铝片与镁片为电极,在X电解质溶液中构成原电池,列表如下:
选项 |
铝电极 |
X电 解质 |
负极反应 |
正极反应 |
A |
负极 |
NaOH |
2Al-6e-+8OH- ―→2[Al(OH)4]- |
6H2O+6e-―→ 6OH-+3H2↑ |
B |
负极 |
稀盐酸 |
2Al-6e-―→2Al3+ |
6H++6e-―→3H2↑ |
C |
正极 |
浓硝酸 |
Mg-2e-―→Mg2+ |
2NO+4H+-4e- ―→2NO2↑+2H2O |
其中正确的是__________(填序号),由此推知,金属作电极不仅与本身性质相关,而且与________有关。
解析:(1)同浓度的CuCl2溶液和CuSO4溶液,阳离子相同,阴离子不同,在短时间内前者与铝反应而后者不能,说明是阴离子的影响。在CuSO4溶液与铝反应的试管中加少量CuCl2溶液,若反应加快,则说明上述推论正确。
(3)产生大量气泡,温度迅速上升,气体具有可燃性,可知铝与H+反应生成H2。
(4)由(1)中选项D可知,使铝能与CuSO4反应的关键是除去铝表面的氧化膜。
(5)在碱性溶液中,铝的活动性强于镁,铝作负极。在酸性溶液中,镁的活动性强于铝,镁作负极。由于铝遇浓硝酸钝化,在浓HNO3中,镁作负极。
答案:(1)D (2)Cu (3)H2 ①随着反应进行,生成的Al3+的浓度越大,水解程度越大,产生的H+的浓度增大;②该反应放热,温度升高反应加快;③铜与铝构成原电池,加快铝溶解 (4)AB (5)AC 电解质性质