Question

4．科學(xué)探究結(jié)果的準(zhǔn)確性來自于探究活動(dòng)中研究方法的科學(xué)性，研究過程的計(jì)劃性、研究目的明確性．
（一）學(xué)生（甲）應(yīng)用下圖裝置（A）所示意的方法研究氯氣的性質(zhì)，其中氣體的主要成分是氯氣（含有空氣和水蒸氣）．請回答下列問題：

（1）該項(xiàng)研究（實(shí)驗(yàn)）的主要目的是比較干燥的氯氣和潮濕的氯氣的漂白性（或研究氯氣的漂白性實(shí)驗(yàn)等合理答案均可）
（2）濃硫酸的作用是吸收氣體中的水．與研究目的直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色．
（3）虛框中的裝置應(yīng)選擇B （填“B”或“C”），其盛放的試劑為NaOH溶液 （填試劑名稱）；使用該裝置的目的是防止有毒的Cl₂污染空氣；該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O．
（二）學(xué)生（乙）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究金屬鋁表面氧化膜的性質(zhì)：將鋁片（含氧化膜）投入濃氯化銅溶液中，鋁表面很快出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質(zhì)．若用同樣的鋁片投入同濃度的硫酸銅溶液中，在短時(shí)間內(nèi)鋁片無明顯變化．回答下列問題：
（1）鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質(zhì)的過程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺．
（2）同學(xué)（乙）認(rèn)為：鋁與氯化銅溶液能迅速反應(yīng)，而與同濃度的硫酸銅溶液在短時(shí)間內(nèi)不反應(yīng)的原因是“氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜，而硫酸根離子不能”．并設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證，請你根據(jù)其思路完成下列空格：
[實(shí)驗(yàn)方案]在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象，再加入氯化鈉（填試劑名稱）溶液，再觀察現(xiàn)象．若反應(yīng)明顯加快了，說明上述推斷正確．

Answer 1

分析 （一）由實(shí)驗(yàn)裝置可知，氯氣干燥后，干燥布條不褪色，濕潤的布條褪色，虛框中的裝置利用堿吸收尾氣；
（1）混有水蒸汽的氯氣，先通過濃硫酸，得到干燥的氯氣；氯氣分別與干燥、濕潤的有色面條接觸，很明顯是對比實(shí)驗(yàn)，比較干燥的、潮濕的氯氣的漂白性差異；
（2）濃硫酸吸收氣體中的水，必然導(dǎo)致干燥的有色面條無變化，但與濕潤的有色布條可生成次氯酸，最終導(dǎo)致其褪色；
（3）由于氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，而C裝置是個(gè)密封裝置，應(yīng)選擇B裝置堿液吸收；
（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究金屬鋁表面氧化膜的性質(zhì)，氧化鋁與氯化銅、硫酸銅不反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)鋁片無明顯變化，水解生成的氫離子先除去氧化膜，再發(fā)生Al與鹽溶液反應(yīng)，
（1）紅色物質(zhì)為鋁置換出的銅單質(zhì)；
（2）實(shí)驗(yàn)中兩鹽溶液溶質(zhì)的差別無所謂就是陰離子的不同，導(dǎo)致了反應(yīng)現(xiàn)象的不同，故可在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象后，再加入含有氯離子溶液即可，為了不改變?nèi)芤旱乃釅A性，最好加入氯化鈉溶液．

解答 解：（一）（1）混有水蒸汽的氯氣，先通過濃硫酸，得到干燥的氯氣；隨后氯氣分別與干燥、濕潤的有色面條接觸，很明顯是對比實(shí)驗(yàn)，比較干燥的、潮濕的氯氣的漂白性差異，
故答案為：比較干燥的氯氣和潮濕的氯氣的漂白性（或研究氯氣的漂白性實(shí)驗(yàn)等合理答案均可）；
（2）濃硫酸吸收氣體中的水，必然導(dǎo)致干燥的有色面條無變化，但與濕潤的有色布條可生成次氯酸，最終導(dǎo)致其褪色，與研究目的直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色，
故答案為：吸收氣體中的水；干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色；
（3）由于氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，而C裝置是個(gè)密封裝置，不正確，故應(yīng)選擇B裝置，氯氣可被NaOH溶液吸收，發(fā)生2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：B；NaOH溶液；防止有毒的Cl₂污染空氣；2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O；
（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究金屬鋁表面氧化膜的性質(zhì)，氧化鋁與氯化銅、硫酸銅不反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)鋁片無明顯變化，水解生成的氫離子先除去氧化膜，再發(fā)生Al與鹽溶液反應(yīng)，（1）紅色物質(zhì)為鋁置換出的銅單質(zhì)，發(fā)生離子反應(yīng)為2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺，故答案為：2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺；
（2）實(shí)驗(yàn)中兩鹽溶液溶質(zhì)的差別無所謂就是陰離子的不同，導(dǎo)致了反應(yīng)現(xiàn)象的不同，故可在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象后，再加入含有氯離子溶液即可，為了不改變?nèi)芤旱乃釅A性，在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象，再加入氯化鈉溶液，若反應(yīng)明顯加快了，說明上述推斷正確，
故答案為：氯化鈉．

點(diǎn)評 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，注意通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究來研究反應(yīng)原理及物質(zhì)的性質(zhì)，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等．