Question

4．科学探究结果的准确性来自于探究活动中研究方法的科学性，研究过程的计划性、研究目的明确性．
（一）学生（甲）应用下图装置（A）所示意的方法研究氯气的性质，其中气体的主要成分是氯气（含有空气和水蒸气）．请回答下列问题：

（1）该项研究（实验）的主要目的是比较干燥的氯气和潮湿的氯气的漂白性（或研究氯气的漂白性实验等合理答案均可）
（2）浓硫酸的作用是吸收气体中的水．与研究目的直接相关的实验现象是干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色．
（3）虚框中的装置应选择B （填“B”或“C”），其盛放的试剂为NaOH溶液 （填试剂名称）；使用该装置的目的是防止有毒的Cl₂污染空气；该装置内发生反应的化学方程式为2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O．
（二）学生（乙）设计实验探究金属铝表面氧化膜的性质：将铝片（含氧化膜）投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质．若用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．回答下列问题：
（1）铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺．
（2）同学（乙）认为：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是“氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能”．并设计如下实验方案进行验证，请你根据其思路完成下列空格：
[实验方案]在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化钠（填试剂名称）溶液，再观察现象．若反应明显加快了，说明上述推断正确．

Answer 1

分析 （一）由实验装置可知，氯气干燥后，干燥布条不褪色，湿润的布条褪色，虚框中的装置利用碱吸收尾气；
（1）混有水蒸汽的氯气，先通过浓硫酸，得到干燥的氯气；氯气分别与干燥、湿润的有色面条接触，很明显是对比实验，比较干燥的、潮湿的氯气的漂白性差异；
（2）浓硫酸吸收气体中的水，必然导致干燥的有色面条无变化，但与湿润的有色布条可生成次氯酸，最终导致其褪色；
（3）由于氯气有毒，不能直接排放到空气中，而C装置是个密封装置，应选择B装置碱液吸收；
（二）设计实验探究金属铝表面氧化膜的性质，氧化铝与氯化铜、硫酸铜不反应，短时间内铝片无明显变化，水解生成的氢离子先除去氧化膜，再发生Al与盐溶液反应，
（1）红色物质为铝置换出的铜单质；
（2）实验中两盐溶液溶质的差别无所谓就是阴离子的不同，导致了反应现象的不同，故可在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象后，再加入含有氯离子溶液即可，为了不改变溶液的酸碱性，最好加入氯化钠溶液．

解答 解：（一）（1）混有水蒸汽的氯气，先通过浓硫酸，得到干燥的氯气；随后氯气分别与干燥、湿润的有色面条接触，很明显是对比实验，比较干燥的、潮湿的氯气的漂白性差异，
故答案为：比较干燥的氯气和潮湿的氯气的漂白性（或研究氯气的漂白性实验等合理答案均可）；
（2）浓硫酸吸收气体中的水，必然导致干燥的有色面条无变化，但与湿润的有色布条可生成次氯酸，最终导致其褪色，与研究目的直接相关的实验现象是干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，
故答案为：吸收气体中的水；干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色；
（3）由于氯气有毒，不能直接排放到空气中，而C装置是个密封装置，不正确，故应选择B装置，氯气可被NaOH溶液吸收，发生2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：B；NaOH溶液；防止有毒的Cl₂污染空气；2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O；
（二）设计实验探究金属铝表面氧化膜的性质，氧化铝与氯化铜、硫酸铜不反应，短时间内铝片无明显变化，水解生成的氢离子先除去氧化膜，再发生Al与盐溶液反应，（1）红色物质为铝置换出的铜单质，发生离子反应为2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺，故答案为：2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺；
（2）实验中两盐溶液溶质的差别无所谓就是阴离子的不同，导致了反应现象的不同，故可在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象后，再加入含有氯离子溶液即可，为了不改变溶液的酸碱性，在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化钠溶液，若反应明显加快了，说明上述推断正确，
故答案为：氯化钠．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，注意通过实验设计与探究来研究反应原理及物质的性质，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．