22.兴趣小组在探究铝和稀盐酸反应的实验时,小明无意中加入几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面产生气泡速率明显加快,对此他产生了兴趣。
【提出问题】:硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗?
【设计并实验】:室温下,小明向5支洁净的试管中分别放入打磨后等质量、大小相同的铝片,再向试管中加水、3%硫酸铜溶液和10mL 10%稀盐酸,试剂用量如表所示,测量时间30秒,收集气体的体积。
试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
3%硫酸铜溶液(mL) | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | 15 |
水(mL) | 20 | 19.5 | 17.5 | 15 | 5 |
收集的氢气体积(mL) | 12 | 15 | 18 | 24 | 10 |
(1)写出铝和稀盐酸反应的化学方程式
。
(2)定量收集氢气体积可用如图
(填写字母序号)装量。装量内的空气对测量结果
(选填“有影响”或“无影响”)。
【实验现象】:随着硫酸铜溶液体积的增加,产生氢气的速率先加快后明显减慢,且铝片表附着的红色物质逐渐增加。
【结论与解释】:
(3)随着硫酸铜溶液体积的增加反应速率明显变慢可能的原因是
。
(4)根据实验现象你认为硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂
(选填“是”或“不是”)。
【实验拓展】
(5)已知一种金属加入比它弱的两种金属化合物溶液的混合液中,先置换出最弱的金属。实验后,小明又取一定量的铝片放入盛有Cu(NO
3)
2和AgNO
3混合溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。同学们对滤液中成分(除水外)做了如下猜想:
猜想一:只有Al(NO
3)
3猜想二:Cu(NO
3)
2和Al(NO
3)
3猜想三:AgNO
3、Cu(NO
3)
2和Al(NO
3)
3小贝和小华分别设计了下列实验进行验证。
实验操作 | 现象 | 结论 |
小贝向所得滤渣中滴加稀盐酸 | 观察到有气泡产生 | 猜想 成立 |
小华将铜丝插入所得滤液中 | | 猜想三成立 |