铝与稀盐酸和稀硫酸的反应

課題《居家化學實驗探究》

由澳門科學技術發展基金資助

鋁和稀鹽酸,稀硫酸的反應

指導老師：康玉專

小組組員: 楊海晴（15號）

鄭書玉（20號）

鄧嘉怡（21號）

戴詠雅（22號）

2016年5月

目錄

壹、課題研究動機 (3)

貳、課題研究方向 (3)

參、研究試劑和器材 (3)

肆、研究過程（研究步驟、結果與討論） (4)

一、氫離子濃度對反應的影響 (4)

二、去膜的鋁與鹽酸、硫酸反應 (5)

三、C l-對反應的影響……………………………5-6

四、S O42-對反應的影響…………………………6-7 伍、結論…………………………………………………………….7-8

鋁和稀鹽酸、稀硫酸的反應

小組成員：楊海晴(15)、鄭書玉(20)、鄧嘉怡(21)、戴詠雅(22)

壹、課題研究動機

高一的化學課程───鋁及其化合物，是最吸引我們的一環，更令我們感興趣的是鋁的化學實驗。其中我們最好奇的是鋁和稀鹽酸以及和稀硫酸的反應。平常讓人感到難以接觸到的，在化學課堂上較少能夠深究的，我們都很難親身去嘗試到的實驗課程，終於可借此體驗一番，真是令人興奮不已。課餘閒聊之時，突然靈機一觸：為什麼老師再演示實驗過程時會特別強調所用酸的不同濃度。如果做實驗的時候，參與實驗的化學品換作是另一濃度的酸，那麼實驗結果是否會有所變化呢？我們做出來效果是否與老師所演示的差不多呢？於是我們決定以此作為專題報告，開始我們的鋁的實驗大變身──鋁和稀鹽酸，稀硫酸的實驗。

貳、課題研究方向

一、氫離子濃度對反應的影響

二、去膜的鋁與鹽酸、硫酸反應

三、Cl-對反應的影響

四、SO42-對反應的影響

參、研究試劑和器材

一、藥品：鋁片、硫酸、鹽酸、氯化鈉、硫酸鈉

二、器材：試管、燒杯、砂紙、膠頭滴管、鑷子、酒精燈

肆、研究過程（研究步驟、結果與討論）

一、氫離子濃度對反應的影響

(一)、實驗步驟：

(二)、討論：

比較①②或③④可以得出，氫離子濃度相等的鹽酸、硫酸與鋁反應的速率有差異。鋁與稀硫酸反應的現象並不明顯，而鋁與稀鹽酸反應現象很明顯。

(三)、結論：

比較①③可以得出,當氫離子濃度不相等時，反應的速率也不一樣。氫離子濃度越大，反應的速率越快。比較②④可以得出，濃度並不是影響鋁與稀硫酸反應的主要原因。

二、去膜的鋁與鹽酸、硫酸反應

(一)、實驗步驟：

（注：去膜即用砂紙打磨鋁片或先在小燒杯中用NaOH溶液將鋁片的氧化膜除去。）

(二)、實驗結果：

鋁的氧化膜去掉了，鋁與鹽酸反應很快，而鋁與硫酸起初能反應但後來又不反應了

(三)、實驗討論：

鋁的氧化膜去掉了，鋁與鹽酸反應很快，而鋁與硫酸起初能反應但後來為什麼又不反應了呢？鋁與稀硫酸反應的過程中，是否在溶液中又形成了氧化膜，氧化膜可以阻止鋁與稀硫酸的反應？但為什麼鋁與稀鹽酸反應時，在溶液中不會形成氧化膜呢？兩種溶液中除了Cl-、SO42-不同外，其它條件是一樣的，問題是否出在Cl-、SO42-上呢？

三、Cl-對反應的影響

(一)、實驗步驟：

(二)、實驗結果：

鋁與稀硫酸反應時，要在溶液中加入含Cl-的物質（如NaCl、鹽酸等），促使反應的進行。書本上鋁與銅跟稀硫酸的反應，可能在稀硫酸溶液中加入了含Cl-的化合物，才產生如此效果。而SO42-不能破壞氧化膜，或者說破壞氧化膜的能力沒有Cl-強，同時也不能阻止去膜的鋁在水溶液中又重新形成氧化膜，從而使H+與鋁原子不易接觸，不利反應的進行。

(三)、實驗討論：

在②組硫酸中加入NaCl，鋁與稀硫酸反應現象非常明顯，放出氫氣。而在③組硫酸中加入Na2SO4無明顯現象。這兩種鹽中都含Na+，說明這種差別並非由加入的鹽中的Na+引起，而是由陰離子引起，即Cl- 能破壞氧化膜，且能阻止溶液中氧化膜的形成，使H+與鋁接觸而發生反應。

四、SO42-對反應的影響

（一）實驗步驟：

(二)、實驗結果：

在②組鹽酸中加入Na2SO4後反應的現象與①組不加Na2SO4的現象相同，說明SO42對H+與鋁的反應並無阻礙作用。

伍、結論：

在探究過程中，我們把去膜的鋁片投入稀硫酸中，期待著反應的發生，然而實驗並沒有出現預期的結果，我們困惑，但我們沒有放棄努力。後來我們想到：既然鋁能與稀鹽酸反應，鹽酸和硫酸不同之處，就是陰離子不同，如果在硫酸溶液中加入氯化鈉，情況會怎樣呢？當我們的嘗試獲得成功時，我們的興奮之情難以言表。接著，我們把硝酸鈉加入到稀硫酸之中，看看鋁與稀硫酸反應的情況，結果現象不明顯。這中間的過程，有挫折、有發現、有疑惑、有領悟、有興奮，這兩個月做的實驗可真多，實驗技巧增進不少，遇到問題也會透過討論、思考、找資料，做科研收穫真多。

從上述實驗中，我們不難發現，鹽酸、硫酸與鋁反應的速率的差異很大程度上是受Cl-、SO42-的影響。

（1）鋁表面的氧化膜不僅能被H+所破壞，還能被酸溶液中的陰離子所破壞。不同的陰離子破壞能力不同，而Cl-對氧化膜的破壞能力較SO42-強。表現在兩個方面：①阻止氧化膜的形成。②破壞已生成的氧化膜。鋁表面的氧化膜被破壞後，使H+與鋁原子直接接觸，迅速反應生成氫氣。

（2）Cl-可促進鋁與H+的反應。這就是為什麼鋁與稀鹽酸反應現象非常明顯的原因。

（3）SO42-對鋁與H+的反應沒有阻礙作用，但破壞氧化膜的能力很弱，使H+與鋁原子不能接觸，反應不能進行。故鋁與稀硫酸幾乎不反應。如果要鋁與稀硫酸反應，必須有Cl-或其它強破壞氧化膜的離子存在為前提。