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+3NH3·H2O=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（合理皆可） 鋁表面有氣泡產生 2Al+2 NaOH + 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 ①算出每份中鋁元素的質量 2.07g（或算出整個樣品中鋁元素的質量 4.14g）， 算出每份中氧化鋁質量 0.51g（或算出整個樣品中氧化鋁的質量 1.02g）， 算出每份中鋁的質量 1.8g，鋁的質量分數為 77.9%（或算出整個樣品中鋁的質量 3.6g，鋁的質量分數為 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）根據鋁和氧氣在常溫下反應生成氧化鋁解答；根據要將鋁表面的氧化物或污物除去解答；（2）根據鋁的活動性比強及鋁和氫氧化鈉、水反應生成偏鋁酸鈉和氫氣解答；根據鋁的活動性比銅強解答；（3）根據稀鹽酸和稀硫酸中酸根離子不同分析解答；（4）①②根據反應放出熱量分析解答。（1）鋁和氧氣在常溫下反應生成氧化鋁，反應的化學方程式為 4Al+3O2=2Al2O3；實驗前，需要對鋁的表面先進行打磨處理；（2）鋁的活動性比強，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，反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；實驗三表明，鋁的金屬活動性大于銅；（3）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C，觀察現象；（4）①整個樣品中鋁元素的質量=5.98g××2=4.14g，整個樣品中氧化鋁的質量=（4.62-4.14）÷=1.02g，整個樣品中鋁的質量=4.62g-1.02g=3.6g，樣品中金屬鋁的質量分數=×100％=77.9％；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。