4.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几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面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?
【设计并实验】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123456
饱和CuSO4溶液/mL00.52.551020
水/mL2019.517.5V100
(1)上述表格中V=15.
(2)写出铝和稀盐酸反应的化学方程式:2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑.
(3)定量收集氢气体积可用如图c(填写字母序号)装置.

【实验现象】随着硫酸铜溶液体积的增加,产生氢气的速率先加快后明显减慢,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.
【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(写出一点).
【实验拓展】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,实验现象如表(加号越多,代表反应速率越快):
实验1实验2实验3实验4实验5
加入试剂0.5mL5%NaCl溶液5%Mg2(NO)3溶液5%FeSO4溶液5%CuSO4溶液
产生气泡速率++++++++
(6)如表中,用水进行实验的目的是进行对照;
(7)上述实验设计存有缺陷,该缺陷是;改进实验后,仍符合上表中的实验现象,可得到的结论是:
①Na+、Mg2+对实验效果没有明显效果;
②Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸反应的速率,且Cu2+效果最好.
 0  148411  148419  148425  148429  148435  148437  148441  148447  148449  148455  148461  148465  148467  148471  148477  148479  148485  148489  148491  148495  148497  148501  148503  148505  148506  148507  148509  148510  148511  148513  148515  148519  148521  148525  148527  148531  148537  148539  148545  148549  148551  148555  148561  148567  148569  148575  148579  148581  148587  148591  148597  148605  211419 

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