關(guān)于金屬的研究是一項重要的課題,某小組以“鋁及其性質(zhì)”為主題開展項目式學(xué)習(xí)活動。
任務(wù)一了解鋁的物理性質(zhì)
(1)飛行器的制作常用到鋁及其合金,主要利用的它們的性質(zhì)是
硬度大或密度小等
硬度大或密度小等
(寫出一種即可)。
任務(wù)二認(rèn)識鋁與氧氣的反應(yīng)
(2)鋁制品的表面不需要像鐵那樣涂油或刷漆,原因是 鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜,能夠隔絕氧氣
鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜,能夠隔絕氧氣
。
任務(wù)三探究鋁與酸的反應(yīng)
探究活動一小組同學(xué)用打磨過的形狀、質(zhì)量、大小相同的金屬鋁片分別與5mLpH=1的稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)(如圖實驗Ⅰ、Ⅱ),觀察到的現(xiàn)象如下表。
反應(yīng)時間(分鐘) |
1 |
2 |
5 |
15 |
20 |
稀鹽酸 |
少量氣泡 |
較多氣泡 |
大量氣泡 |
反應(yīng)劇烈 |
反應(yīng)結(jié)束 |
稀硫酸 |
無明顯現(xiàn)象 |
無明顯現(xiàn)象 |
極少量氣泡 |
少量氣泡 |
少量氣泡 |
(3)請寫出鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
。
探究活動二針對這一異?,F(xiàn)象,小組同學(xué)們又進(jìn)行了如下探究:
【提出猜想】猜想1:鹽酸中的氯離子對反應(yīng)起了促進(jìn)作用;
猜想2:硫酸中的硫酸根離子對反應(yīng)起了阻礙作用。
【實驗探究】
(4)請完善下面的表格。
實驗時間 |
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗分析與結(jié)論 |
0-5分鐘 |
步驟一:取兩支試管,分別放入一片打磨過的形狀、質(zhì)量、大小相同的金屬鋁片,再分別加入 等質(zhì)量分?jǐn)?shù) 等質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的稀鹽酸和稀硫酸 |
加入稀鹽酸的試管中,鋁片表面立即產(chǎn)生氣泡,且產(chǎn)生氣泡的速率逐漸加快;加入稀硫酸的試管中,鋁片表面兩分鐘后才逐漸出現(xiàn)極少量氣泡 |
鋁與稀鹽酸反應(yīng)速率較快,與稀硫酸反應(yīng)速率較慢 |
5-10分鐘 |
步驟二:實驗至5分鐘時,同時進(jìn)行以下對比實驗 |
向盛有稀鹽酸的試管中加入2mL10%的硫酸鈉溶液 |
鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率明顯減慢 鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率明顯減慢
|
猜想1、2均正確 |
向盛有稀硫酸的試管中加入2mL10%的 氯化鈉 氯化鈉 溶液 |
鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快 |
【討論與交流】
(5)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)15分鐘后,兩支試管中反應(yīng)速率均減慢,出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是
酸液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
酸液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
。
【拓展與延伸】如圖反應(yīng)裝置中放有另一段未打磨的鋁片,在老師指導(dǎo)下,小組同學(xué)用溫度傳感器和壓強(qiáng)傳感器測得密閉裝置內(nèi)隨過量稀鹽酸加入時的溫度和壓強(qiáng)變化曲線。
(6)①AB段壓強(qiáng)變化不大的原因可能是
鋁表面有一層氧化鋁薄膜,氧化鋁與稀鹽酸反應(yīng)不生成氣體
鋁表面有一層氧化鋁薄膜,氧化鋁與稀鹽酸反應(yīng)不生成氣體
;反應(yīng)在
C
C
點停止。
②BC段壓強(qiáng)增大較快的原因是
鋁與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣,且鋁與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量
鋁與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣,且鋁與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量
。