Question

【題目】鋁是一種應用廣泛的金屬。某興趣小組對金屬鋁展開了系列研究。

I．研究鋁的化學性質

（1）鋁在常溫下會與氧氣反應，表面形成一層致密的氧化膜，化學方程式為______。實驗前，需要對鋁的表面先進行______（填操作）處理。興趣小組同學將鋁處理好后剪成若干大小相同的小片，用于后續實驗。

（2）鋁和酸、堿、鹽溶液的反應

實驗	操作	現象	結論
一	將鋁片放入稀鹽酸中	，試管變燙	鋁能與鹽酸發生反應，反應放熱
二	將鋁片放入氫氧化鈉溶液中	鋁表面有氣泡產生試管變燙	鋁能與氫氧化鈉溶液反應，反應放熱
三	將鋁放入硫酸銅溶液中	鋁表面有紅色物質產生，溶液逐漸變成無色	金屬活動性：鋁 銅

實驗一的現象為_____。

實驗二查閱資料：鋁和氫氧化鈉、水反應生成偏鋁酸鈉（NaAlO2）和氫氣，反應的化學方程式為____。實驗三表明，鋁的金屬活動性____（填“大于“或”小于“）銅。

（3）小組同學將實驗一中的稀鹽酸換成等質量、氫離子濃度相同的稀硫酸，相同時間內發現鋁片表面產生的氣泡較少，反應較慢。對比上述兩組實驗產生猜想。猜想①：稀鹽酸中的氯離子對反應可能有促進作用。猜想②：____。為驗證猜想①是否合理，應在鋁和稀硫酸中加入____（填字母），觀察現象。

A．Na2SO4 B．Na2CO3 C．NaCl

II．測定某鋁樣品中金屬鋁的質量分數

（資料1）氫氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應，但不與氨水反應。

（資料2）AlCl3+3NaOH＝Al(OH)3↓+3NaCl；AlCl3+3NH3H2O＝Al(OH)3↓+3NH4Cl。

（4）小組同學稱取4.62g某金屬鋁樣品（樣品中雜質僅為氧化鋁），置于圖一燒瓶中，加入足量稀鹽酸至完全反應。將反應后的液體分成溶液1和溶液2兩等份，設計兩種實驗方案（如圖三），通過沉淀質量測定樣品中金屬鋁的質量分數。

①選擇正確的一種實驗方案，計算樣品中金屬鋁的質量分數（請寫出計算過程）。_____。

②小組同學組合圖一和圖二裝置測氫氣體積，燒瓶中反應停止即讀出量筒內水的體積，計算后發現金屬鋁的質量分數偏大，可能的原因是_____。

Answer 1

【答案】4Al+3O2＝2Al2O3 打磨 產生氣泡 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ 大于 稀硫酸中的硫酸根離子對反應可能有抑制作用 C 77.9% 反應放熱，導致瓶內氣體體積膨脹，排出的水偏多

【解析】

（1）鋁和氧氣在常溫下反應生成氧化鋁，方程式為4Al+3O2＝2Al2O3，因此實驗前，需要對鋁的表面先進行打磨處理；

（2）鋁的活潑性比較強，故實驗一的現象為鋁表面有氣泡產生，鋁和氫氧化鈉、水反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，方程式為2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，實驗三鋁能置換出銅，這說明鋁的活潑性大于銅；

（3）兩種溶液中陰離子不同，則猜想②：稀硫酸中的硫酸根離子對反應可能有抑制作用，為驗證猜想①是否合理，應在鋁和稀硫酸中加入NaCl，觀察現象；

（4）①氫氧化鈉過量不可能形成氫氧化鋁沉淀，方案1不正確；整個樣品中鋁元素的質量，整個樣品中氧化鋁的質量，整個樣品種的鋁的質量，樣品中金屬鋁的質量分數；

②小組同學組合圖一和圖二裝置測氫氣體積，燒瓶中反應停止即讀出量筒內水的體積，計算后發現金屬鋁的質量分數偏大，可能的原因是反應放熱，導致瓶內氣體體積膨脹，排出的水偏多。