实验探究Al与CuSO4溶液的化学反应速率

实验探究Al与CuSO4溶液的化学反应速率摘要：本文探究了铝与硫酸铜溶液的化学反应速率。要加快反应速率，最后得出，将除掉氧化膜的铝丝插入含有氯离子的硫酸铜溶液中反应速率最快。

关键词：反应速率；实验探究；氯离子；硫酸铜溶液；铝丝

在初中化学中有这样一个知识点——在金属活动顺序表中，排在前面的金属能将排在后面的金属从水溶液中置换出来，课本设置了这样一个有趣的实验——铝与硫酸铜溶液反应。就这个实验，我们看到在金属活动顺序表中铝排在铜的前面，而且铝是活泼金属，铜是不活泼金属，铝很容易把铜从溶液中置换出来，课本上的理论现象为：银白色的铝丝表面变红色，溶液由蓝色边无色。然而实际现象有所不同，在铝丝表面变红色的同时，有气泡产生，且反应速度相当慢，课堂实验时几乎看不到“溶液由蓝色变无色”这一实验现象。

一、提出问题

这个实验为什么有气泡产生呢？能不能加快反应速率？如果能，怎样才能加快反应速率？带着这样的疑问我们进行了探究。

二、提出假设

众所周知温度是影响化学反应的一个重要条件，也是影响反应速率的一个重要因素，假设1：铝和硫酸铜溶液反应的速率与温度有关；在无机化学中大多数反应选择在溶液中进行，溶液中物质之间接触充分，反应物接触面的大小直接影响反应速率，假设2：铝

和硫酸铜溶液反应的速率与硫酸铜的浓度有关；铝是活泼的金属，很容易被氧化，形成致密的氧化铝薄膜——保护膜覆盖在表面，因此氧化膜的处理程度直接影响反应速率；假设3：铝和硫酸铜溶液反应的速率与铝丝表面氧化膜的处理成度有关；假设4：铝和硫酸铜溶液反应的速率与加入其他物质有关，探究什么物质能加快这个反应的速率。

三、实验探究

实验1铝和硫酸铜溶液反应的速率与温度有关（铝丝和硫酸铜溶液浓度相同）：

四、实验分析与结论

cuso4是强酸弱碱盐，溶液呈弱酸性，发生

2al+3cuso4=al2(so4)3+3cu 的置换反应，同时 2al+6h+=3h2↑

+2al3+ ，所以看到有气泡产生。对于化学反应速率与温度之间的关系,早就有过如下看法,即随着温度升高,分子运动速度增大,分子间碰撞频率增加,反应速率加快。无论是对于吸热反应还是放热反应,温度升高,反应速率都是加快的，其次，加热使铝片膨胀，在80℃左右时其表面氧化膜即开始呈星状开裂,使铝与氧化膜破裂处更易被铜离子氧化，同时加快了反应速率；“反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快。”实验三说明擦去氧化膜的铝片在空气中露置时间过长，铝片表面重新生成一层致密的氧化膜，阻止铝与硫酸铜的反应，所以，可能是实验失败的原因之一，采用隔绝空气的方法打

磨，实验效果好；实验四说明了氯离子对铝置换铜离子的反应有十分强烈的促进作用。这是氯离子与铝离子、铜离子有较强的络合作用使溶液中铝离子浓度减小，促使这两个反应正向进行

2al+3cuso4=al2(so4)3+3cu 、 2al+6h+=3h2↑ +2al3+。通过以上分析最后我们得出要加快铝与硫酸铜的反应速率，在隔绝空气的条件下除掉铝丝表面的氧化膜，立刻插入热的饱和的硫酸铜中，或者立刻插入含有氯离子的硫酸铜溶液中，其中在后者中的反应速率最快。

五、实验改进

在浸水的条件打磨掉铝丝表面的氧化膜，立刻插入含有氯离子的硫酸铜溶液中，反应速率快，现象明显。

参考文献：

[1]李宝增，《化学教育》1992年第4期。

[2]李文财《化学教学》2009年第3期。

[3]阮鸿飞，李云芬，《实验教学与仪器》2003年第10期。

[4]佚名中国化学网《铝与硫酸铜反应异常实验探究》