探究铝与稀盐酸,稀硫酸反应速率存在差异的原因

验证猜想 2
实验二：不同情况 下的铝片分别加入 3mol/L稀硫酸中， 实验现象如表3。
组 铝片的处理方法
A 铝片不处理（对照组 ）
B 铝片不处理，但加0 ．5ｇNaCl
C 用Hg(NO3)2液浸铝片 片刻，水洗
D 仅用砂纸除去铝片表 面的氧化膜
E 铝片浸入CuSO4溶液
5ｍｉｎ后 观察 无气泡
有较多气泡
铝与稀硫酸反应
现象：试管 内无明显现 象
材料：15mol/L
Ｈ２ＳＯ４ 少量铝片
试管
实验分析
稀盐酸和稀硫酸都是非氧化性酸， 在水溶液里都完全电离出Ｈ＋。铝 和非氧化性酸反应的实质是与Ｈ＋ 的反应，在Ｈ＋都等于3mol/L的两 种酸中，就中学知识可推得反应速 率应该相等。但即使把硫酸中的Ｈ ＋提高到6mol/L，铝和硫酸还是无 明显的反应现象。这其中的原因是 什么呢?既然两溶液中阳离子都只有 Ｈ＋，且浓度也相同，那么存在的 差异就可能跟Ｈ＋所处的环境不同 有关。
课题引入
在一次实验中，我们用铝片分别和稀 盐酸、稀硫酸反应，发现铝片和稀盐 酸反应现象非常明显，而和稀硫酸却 几乎不反应。这和教材上的内容“铝能 跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氢气”不 一致?是什么原因呢?是试剂、药品出了 问题吗?
材料：3Байду номын сангаасol ／L HCl 少量铝片 试管
现象：铝片 冒泡（有气 体生成）， 试管外壁有 放热现象。 生成气体速 度较快
提出假设 假设一：Cl－能促进金属铝与H
＋的反应。
假设二: SO４2-对Ｈ＋与金属铝 的反应起阻碍作用。
分析
（1）A组硫酸中加入NaCl，铝与硫酸就 明显反应，放出氢气。而B组硫酸中加入 Nａa２ ＋S说O４ 明无这明种显差现别象并。非这由两所种加盐入中的都盐含中ＮＮ ａ＋引起，而是由阴离了引起，即Cl－促 进了金属铝与Ｈ＋的反应，Cl－促进反应 （与SO2D２）组－那４C盐么对组酸ＨC实中l＋验－不与为在加A什HlCN的么la中２反能S加应O影４入并响现N无Ｈ象a２阻＋相S与碍O同４金作后，属用反说铝。应明 的反应呢?这种影响是否与铝片表面的致 密氧化铝保护膜有关呢?为了验证这一猜 测和假设，我们又设计了在不同情况下的 铝片与3mol/L的稀硫酸反应的实验。
有较多气泡
表面有微量 气泡 无气泡
分析
（1）C组和E组实验中，铝分别与Hg和Cu 形成了原电池，但C组能反应，e组却无 明显现象，说明C组能反应的主要原因并 非是由形成原电池而引起的。 （2）C，B两组实验中铝与稀硫酸都明显 反应，但C组是铝置换出汞后铝表面形成 铝汞齐，破坏了铝片表面的致密氧化膜； 且铝汞齐的存在使铝片不易再形成致密氧 化膜。而B组实验铝片表面虽存在致密氧 化膜，但硫酸溶液中多了Cl－，即Ｃl－的 作用等同于破坏了铝片表面的致密氧化膜 。 （3）B组虽用砂纸暂时除去了铝表面的 致密氧化膜，但由于铝片在接触空气的瞬 间又重新生成了致密氧化铝膜，所以反应 现象不如C组明显。
得出结论
综合上述实验及分析，学生最终得出 结论：铝表面的致密氧化膜除了使其 在空气中具有耐腐蚀的性能外，在酸 中也具有一定的耐腐蚀性能，但这种 耐腐蚀性与酸中的Ｈ＋所处的环境关 系很大；某些阴离子（如Cl－）能促 进Ｈ＋破坏这种致密的氧化膜，使Ｈ ＋直接与铝原子接触迅速反应生成氢 气。铝与稀盐酸、稀硫酸反应现象之 所以不同，是由于盐酸中的Cl-能破 坏铝片表面的致密氧化膜，而硫酸中 的 中S的O铝４２与－稀离硫子酸却反没应有生这成种氢能气力指。的教是材 表面无致密氧化膜的铝。
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