Question

學生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應發(fā)現(xiàn)：鋁片與稀鹽酸反應現(xiàn)象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應．為排除因試劑變質(zhì)等因素造成的影響，該學生在教師的指導下重新進行下列實驗，驗證是否存在上述現(xiàn)象．
鋁與酸反應的情況．結果如下：
反應進程（分鐘）       1         2        5         15         20．
3.0mol/L鹽酸        少量氣泡  較多氣泡  大量氣泡  反應劇烈   鋁片耗盡．
1.5mol/L硫酸        均無明顯現(xiàn)象（無氣泡產(chǎn)生）
3.0mol/L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1.5mol/L 硫酸還是3.0mol/L 硫酸，均無明顯的現(xiàn)象，而3.0mol/L鹽酸與鋁片反應的現(xiàn)象卻十分明顯．
（1）反應1～15min 內(nèi)，鋁與鹽酸的反應速率逐漸加快，其主要原因是

 

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（2）根據(jù)以上探究“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應差異的原因”，你能對問題原因作出哪些假設或猜想（列出兩種即可）？
假設一：

 

假設二：

 

（3）通過你的思考，教材中H₂O₂的分解所用的催化劑（FeCl₃和CuSO₄）這個實驗（關于催化劑對化學反應速率的影響）也需要改進，才具有說服力，應怎樣改進

 

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Answer 1

考點：化學反應速率的影響因素

專題：

分析：（1）溫度越高反應速率越快，金屬和酸的反應是放熱反應；
（2）利用固定變量法探究氯離子和硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應的影響；
（3）為了驗證Fe³⁺對的H₂O₂的催化分解，可向H₂O₂溶液中分別加入少量的HCl，F(xiàn)e（NO₃）₃溶液；為了驗證Cu²⁺對的H₂O₂的催化分解，可向H₂O₂溶液中分別加入少量的H₂SO₄溶液，Cu（NO₃）₂溶液．

解答： 解：（1）反應1～15min內(nèi)，鋁與酸的反應是放出熱量的，導致溫度升高，使化學反應速率加快，
故答案為：反應放出熱量，溫度升高，使化學反應速率加快；
（2）在鋁的表面有一層致密氧化鋁薄膜，當加入鹽酸和硫酸溶時，酸液首先與氧化鋁薄膜反應，由反應的現(xiàn)象可知，鋁片和稀鹽酸反應現(xiàn)象明顯，而和稀硫酸幾乎不反應，比較鹽酸和硫酸溶液中含有的離子的不同，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是：氯離子促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應，硫酸根離子對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用，所以假設一：促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應；假設二：對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用；
故答案為：促進金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應；對金屬鋁表面的氧化膜與H⁺反應對起阻礙作用；
（3）由向H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl溶液，不能使帶火星的木條復燃可知，F(xiàn)eCl₃溶液中的Cl^-不能催化分解H₂O₂；為了驗證Fe³⁺對H₂O₂的催化分解，另向盛有5mL、15%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的Fe（NO₃）₃溶液；試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃；對應結論：起催化作用的是Fe³⁺；由向H₂O₂溶液的試管中加入少量的H₂SO₄溶液，不能使帶火星的木條復燃可知，CuSO₄溶液中的SO₄^2-不能催化分解H₂O₂；為了驗證Cu²⁺對H₂O₂的催化分解，另向盛有5mL、15%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的Cu（NO₃）₂溶液；試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃；對應結論：起催化作用的是Cu²⁺；
故答案為：為了驗證Fe³⁺對的H₂O₂的催化分解，可向H₂O₂溶液中分別加入少量的HCl，F(xiàn)e（NO₃）₃溶液；為了驗證Cu²⁺對的H₂O₂的催化分解，可向H₂O₂溶液中分別加入少量的H₂SO₄溶液，Cu（NO₃）₂溶液．

點評：本題為實驗探究題，側重于學生的分析、實驗能力的考查，題目全面地考查了催化劑對化學反應速率的影響，本題難度中等，解題的方法是：利用固定變量法設計實驗論證假設．