Question

在一次學(xué)生實驗中，學(xué)生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應(yīng)。這和教材中“鋁能跟稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣”的說法不一致。為排除因試劑變質(zhì)等因素造成的影響，該學(xué)生在教師的指導(dǎo)下重新進行下列實驗，驗證是否存在上述現(xiàn)象。?

實驗用品：儀器（略，凡是實驗需要的都有）。?

藥品：3.0 mol·L^-1鹽酸，1.5 mol·L^-1硫酸，3.0 mol·L^-1硫酸、相同大小的鋁片（純度＞99.5%）。

實驗過程：往3支相同的試管中分別加入相同的鋁片各一片，再往試管中分別加入等體積的3.0 mol·L^-1鹽酸、1.5 mol·L^-1硫酸、3.0 mol·L^-1硫酸。觀察反應(yīng)進行到1、2、5、15、20 min時的鋁與酸反應(yīng)的情況，結(jié)果如下：

反應(yīng)進程/min	1	2	5	15	20
3.0 mol·L-1鹽酸	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應(yīng)劇烈	鋁片耗盡
1.5 mol·L-1硫酸	均無明顯現(xiàn)象（無氣泡產(chǎn)生）
3.0 mol·L-1硫酸	均無明顯現(xiàn)象（無氣泡產(chǎn)生）

通過上述實驗可知，無論是用1.5 mol·L^-1硫酸還是3.0 mol·L^-1硫酸，均無明顯的現(xiàn)象。而3.0 mol·L^-1鹽酸與鋁片反應(yīng)的現(xiàn)象卻十分明顯。?

問題1：為了探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)差異的原因”，你能對問題的答案作出哪些假設(shè)或猜想（列出兩種即可）？?

假設(shè)一：　　　　　　　　　　　　　　　，?

假設(shè)二：　　　　　　　　　　　　　　　。?

問題2：為了驗證上述假設(shè)，你設(shè)計的實驗方案是　　　　。

Answer 1

問題1（說明：可能存在多種假設(shè)，但只要假設(shè)合理均可），?

假設(shè)一：Cl^-能夠促進金屬鋁與H⁺反應(yīng)?

假設(shè)二：SO^2-₄對H⁺與金屬鋁的反應(yīng)起阻礙作用?

問題2，實驗方案：（1）取a、b、c、d 4支相同的試管，分別往試管中加入相同大小的鋁片（純度＞99.5%)各一片；（2）在a、b、c試管中依次添加0.5 g NaCl(約0.01 mol)、1.4 g Na₂SO₄(約0.01 mol)、1.4 g Na₂SO₄(約0.01 mol)固體；（3）再向a、b試管中加入1.5 mol·L^-1硫酸5 mL，向c、d試管中加入3.0 mol·L^-1鹽酸5 mL，并觀察4支試管反應(yīng)進行到5分鐘時的現(xiàn)象，把現(xiàn)象填寫在下表中：

試管	所加的酸（5 mL)	添加的試劑	5分鐘后實驗現(xiàn)象
a	1.5 mol·L-1硫酸	0.5 g NaCl固體 （約0.01 mol)
b	1.5 mol·L-1硫酸	1.4 g Na2SO4固體 （0.01 mol)
c	3.0 mol·L-1鹽酸	1.4 g Na2SO4固體 （約0.01 mol)
d	3.0 mol·L-1鹽酸	不添加（對比）

解析：根據(jù)題目給出的實驗可知，實驗中涉及同學(xué)所熟悉的鋁片與鹽酸、硫酸反應(yīng)，對應(yīng)的離子反應(yīng)為2Al+6H⁺2Al³⁺+3H₂↑。稀鹽酸、稀硫酸都是非氧化性的酸，在水溶液中都能電離出H⁺，而且在1.5 mol·L^-1的硫酸和3.0 mol·L^-1的鹽酸中，氫離子的濃度相等，均為3.0 mol·L^-1。同時，由于鋁片的大小和純度都相同，根據(jù)所發(fā)生的離子反應(yīng)和反應(yīng)速率理論，它們的反應(yīng)速率應(yīng)該相同（因其他外界條件也相同），但實驗結(jié)論卻和理論推測存在一定的差異，這是為什么呢？既然氫離子濃度和鋁片均相同，造成的差異應(yīng)該與反應(yīng)（即2Al+6H⁺2Al³⁺+3H₂↑)所處環(huán)境的不同（Cl^-和SO)有關(guān)。因此，在開展實驗研究時，應(yīng)該通過調(diào)整2Al+6H⁺2Al³⁺+3H₂↑反應(yīng)所處的環(huán)境（采用向反應(yīng)體系中加入等物質(zhì)的量的NaCl、Na₂SO₄固體的措施來實現(xiàn)這一目的），采用對比實驗來進行研究。