研究性学习一例-铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异探究

铝与酸反应的再探究摘要铝很难和稀硫酸等酸反应的真正原因是什么?本文通过在稀硫酸中引入卤素离子的实验、铝等常见金属与有机酸反应的实验，并引用科学可靠的文献，从实验和理论的角度来进行深入的探究。

笔者的结论是铝表面的氧化膜十分致密、牢固，SO42-和有机酸根离子无法穿透这层氧化膜，也无法与Al3+形成配离子，所以在常温下铝与稀硫酸及有机酸几乎不发生反应。

关键词铝与酸反应氧化膜穿透作用配位作用Al是一种比较活泼的金属，但Al与稀硫酸等酸混合后却出现了很难反应的“异常现象”。

对于这种特殊性，笔者在《化学教学》2009年第1期上看到了这样一段描述：“我们认为，Al跟稀硫酸反应的这种特殊性，正是Al这种金属的个性使然，而不是什么铝表面的氧化膜（钝化）所致”。

笔者认为，把Al与稀硫酸等酸反应的特殊性归结为Al的个性使然，这种说法是不能令人信服的，有值得商榷的地方。

为了弄清楚其中的正确原因，我们进行了如下的探究实验。

实验1 取四支相同试管，分别放入两根刚用砂纸仔细打磨过的2 cm左右的铝丝，加入体积比为1:5的稀硫酸4 mL，几乎观察不到明显的现象。

再用相同大小的滴管分别吸取物质的量浓度都同为0.1 mol/L的NaF、NaCl、NaBr、KI 四种溶液，滴入上述反应混合物中，边加边振荡，等均匀混合后静置，记录当产生可观察的气泡时所需要的四种溶液的滴数。

实验数据如下表1：实验分析：笔者初步认定，Al和稀硫酸的反应与引入的卤素离子有关系，可能是卤素离子破坏了铝表面的氧化膜所致。

实验2 为了再次证明氧化膜对铝有保护作用，我们想到用物理方法来破坏氧化膜，于是我们又做了如下的实验。

把光亮的铝箔浸入稀硫酸中，几乎没有任何明显现象。

然后，让铝箔继续浸没在稀硫酸中，我们用尖锐的玻璃片在铝箔上用力来回锉动，会观察到铝箔表面产生了一些非常细小的气泡，这些气泡分散到溶液中，形成淡淡的白雾状。

但停止锉动后，这一现象很快就终止了，反应趋于停止。

铝和稀盐酸稀硫酸反应方程式【摘要】铝和稀盐酸、稀硫酸的反应方程式是化学实验中常见的反应，具有重要的实验价值。

本文首先介绍了铝和稀盐酸的反应条件和过程，然后分别列出了铝和稀盐酸、稀硫酸的反应方程式。

在反应中，生成气体是一个关键的观察现象，需要对其进行实验观察。

在指出了该反应方程式的应用以及实验过程中需要注意的事项，同时展望了未来可能的研究方向。

该实验能够帮助学生加深对化学反应的理解，同时培养实验技巧和数据分析能力。

通过深入研究铝和稀盐酸、稀硫酸的反应方程式，不仅可以加深对化学反应的认识，也为其在工业生产中的应用提供了有益的参考。

【关键词】铝、稀盐酸、稀硫酸、反应条件、反应过程、反应方程式、气体、应用、注意事项、结论、展望。

1. 引言1.1 铝和稀盐酸稀硫酸反应方程式的重要性铝和稀盐酸、稀硫酸反应是化学中常见的反应之一。

这个反应在实验室和工业生产中都有着重要的应用。

铝和稀盐酸、稀硫酸反应方程式的研究有利于我们深入了解金属与强酸的反应规律，从而促进相关领域的发展。

该反应方程式的探究不仅可以拓展我们对金属和酸的认识，还有助于探索新的应用领域。

通过研究铝和稀盐酸、稀硫酸反应的方程式，我们可以更好地理解金属在酸性环境中的化学性质，加深对金属与酸之间的反应机制的认识。

这对于我们在生产和实验中选择合适的金属材料和酸性溶液具有重要指导作用。

研究铝和稀盐酸、稀硫酸反应方程式也可以为相关工业生产提供参考，帮助优化生产工艺，提高生产效率。

铝和稀盐酸、稀硫酸反应方程式的研究具有重要的科学意义和应用价值，对于化学领域的发展和相关行业的进步都具有积极的促进作用。

我们应该继续深入探究这个反应，不断拓展其应用范围，为科学研究和工程实践提供更多可能性。

2. 正文2.1 铝和稀盐酸的反应条件1. 温度：反应需要在适当的温度下进行。

一般来说，温度越高，反应速率越快，但不能太高以致引起不必要的热量损失或危险。

2. 浓度：稀盐酸的浓度对反应速率有影响。

金属与稀盐酸和稀硫酸的反应规律一、引言金属与稀盐酸和稀硫酸的反应一直是化学实验中常见的实验内容。

通过观察金属与稀盐酸和稀硫酸的反应，可以深入了解金属与酸反应的规律，为进一步学习金属与酸的化学性质奠定基础。

本文将系统介绍金属与稀盐酸和稀硫酸的反应规律，以便读者对此类反应有更深入的了解。

二、金属与稀盐酸的反应规律1. 钠与稀盐酸的反应规律钠是一种较活泼的金属，与稀盐酸反应会产生氢气和氯化钠，并伴有剧烈的放热现象。

化学方程式为：2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑。

2. 镁与稀盐酸的反应规律镁是一种较活泼的金属，与稀盐酸反应会产生氢气和氯化镁。

镁与盐酸的反应速度较快，但放热不如钠。

化学方程式为：Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑。

3. 铝与稀盐酸的反应规律铝是一种较活泼的金属，但铝表面的氧化膜会限制其与酸反应速度。

在稀盐酸中，铝表面的氧化膜会溶解，继而与盐酸发生反应，产生氢气和氯化铝。

化学方程式为：2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑。

4. 锌与稀盐酸的反应规律锌是一种活泼的金属，与稀盐酸会产生氢气和氯化锌。

锌与盐酸的反应速率较快，但放热不及钠。

化学方程式为：Zn + 2HCl → ZnCl2 +H2↑。

5. 铁与稀盐酸的反应规律铁是一种较活泼的金属，与稀盐酸会产生氢气和氯化铁。

铁与盐酸的反应速率较慢，但放热较大。

化学方程式为：Fe + 2HCl → FeCl2 +H2↑。

三、金属与稀硫酸的反应规律1. 钠与稀硫酸的反应规律钠与稀硫酸反应会产生硫化氢气和亚硫酸钠，并伴有放热现象。

化学方程式为：2Na + H2SO4 → Na2SO3 + H2S↑。

2. 镁与稀硫酸的反应规律镁与稀硫酸反应会产生硫化氢气、硫酸镁和水。

镁与硫酸反应速率较慢，但放热较大。

化学方程式为：Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2S↑。

3. 铝与稀硫酸的反应规律铝与稀硫酸反应会产生硫化氢气、亚硫酸铝和水。

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。

铝和稀盐酸的化学现象全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：铝和稀盐酸的化学反应是一种常见且具有重要意义的化学现象。

在这个反应中，铝与稀盐酸发生置换反应，生成氢气和相应的盐。

在这篇文章中，我们将详细探讨铝和稀盐酸之间的化学现象，并解释其背后的原理。

让我们简要介绍一下反应过程。

当固态铝与稀盐酸（即氯化氢溶液）发生反应时，铝原子会与氯离子结合，生成氯化铝并放出氢气。

反应的化学方程式如下所示：2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2在这个方程式中，可以看到铝和稀盐酸之间发生了置换反应，同时产生了氯化铝和氢气。

氢气在该反应中以气体的形式释放出来，通常会产生气泡，并且可以通过点火测试来证实其存在。

那么，这一反应背后的原理是什么呢？铝和稀盐酸之间的反应其实是一种氧化还原反应。

在这个反应中，铝原子被氯离子氧化，同时氢离子被还原。

铝原子失去电子变成铝离子，而氢离子获得电子变成氢气。

这种电子转移过程导致了反应的发生，形成了氯化铝和氢气。

除了氧化还原反应外，铝和稀盐酸的反应还涉及到酸碱中和反应。

在这个反应中，氯化铝属于盐类，它是由金属离子和非金属离子结合而成。

氢气则是酸碱中和反应的产物，它来自于酸性物质氯化氢溶液。

铝和稀盐酸的化学反应是一种重要的化学现象，它展示了金属与酸之间的化学相互作用。

这一反应不仅有助于我们理解氧化还原和酸碱中和的原理，也在实际应用中具有广泛的意义。

通过深入研究这一反应，我们可以更好地理解金属与酸的反应机理，为进一步的实验和应用奠定基础。

希望这篇文章能够帮助读者更好地理解铝和稀盐酸之间的化学现象，进一步拓展化学知识。

【未完】第二篇示例：铝和稀盐酸的化学反应是一种常见的实验现象，也是学习化学的基础实验之一。

铝是一种常见的金属材料，而稀盐酸则是一种常用的强酸。

当这两种物质发生反应时，会产生一系列有趣的化学变化。

本文将详细介绍铝和稀盐酸的化学现象及其相关知识。

一、铝和稀盐酸的基本概念1. 铝：铝是一种常见的金属材料，具有良好的导电性和导热性，广泛用于工业生产和日常生活中。

铝在酸溶液中的点腐蚀过程摘要：文章在梳理了已有的关于铝与盐酸、硫酸反应的研究的基础上，尝试从动力学的角度分析了铝在盐酸中的点腐蚀过程。

关键词：铝与酸反应点腐蚀腐蚀机理1．已有研究的概述中学化学中，铝与HCl、H2SO4的反应是两个常见而且重要的化学反应，从离子角度分析，二者的反应实质相同，可表示为：2Al + 6H+＝Al3＋＋3H2↑。

由浓度对反应速率的影响可知，在其它条件相同的情况下，等物质的量浓度的HCl、H2SO4分别与铝反应时，由于H2SO4溶液中的H＋浓度比HCl中的大，则后者的反应速率应该比前者大。

但实验表明，铝与HCl反应非常剧烈，而与H2SO4几乎观察不到有气体放出。

这种实验现象与理论推断的矛盾，给中学化学中关于“铝及其化合物”的教学造成了极大的困惑，面对学生的质疑，教师无法给出合理的解释。

基于此，近年来不断有教师在探究铝与酸反应的机理，试图找出导致铝与HCl、H2SO4的反应现象差异的根本原因。

梳理已有的关于HCl、H2SO4的反应的研究，发现主要集中在如下两个方面：一是铝与HCl、H2SO4的反应快慢的实验研究，二是关于铝与HCl、H2SO4反应快慢的原因的分析。

1．1关于铝与酸反应快慢的研究已有实验表明，除去氧化膜的铝片，分别加入到相同物质的量浓度的HCl、H2SO4的溶液中，发现铝与HCl能够剧烈反应，而铝在与H2SO4溶液中，开始时有极少量气泡产生，但很快便会中止[1]。

对比实验表明，在铝与H2SO4反应的试管中，加入少量固体NaCl粉末则能够加快反应速率。

说明Cl－参与了铝与H＋的反应过程，使反应速率加快[2]。

1．2 铝与酸反应快慢的原因分析关于氯离子影响铝与酸反应速率的原因，已有的解释主要有如下两种观点。

一种观点认为，由于Cl－半径小，穿透能力强，故容易穿透氧化膜内极小的孔隙，到达金属表面，使金属发生腐蚀。

另一种观点则认为，Cl－破坏氧化膜的根本原因是由于Cl－极易被金属吸附，优先被吸附在铝的氧化膜上，并把表面氧化膜中的氧原子排除掉 [3]。

●第11、12课时●[实验问题专题研究] 《铝的两性探秘》课题1．在实验中捕捉疑点（问题）在化学实验中我们经常碰到与教材或参考书中描述不尽相同的实验现象，平时只要注意观察和记录，就会发现和捕捉到许多实验疑点问题。

如铝是两性金属，跟稀酸和强碱都发生反应，这是许多书中共同的一个观点。

但是在实际应用中发现，铝跟硫酸在常温下不能反应，而铝跟氨水在常温下也能反应。

疑点之一：铝跟盐酸能发生激烈反应放出氢气，而铝跟硫酸难发生激烈反应，只是缓慢地发生反应，在不加热或加热停止后往往不易观察到气泡发生，为什么会有如此大的差异呢？硫酸浓度对铝跟硫酸反应速度的影响有多大？疑点之二：铝能跟强碱溶液发生激烈反应生成氢气和偏铝酸盐；一次学生实验中，学生尝试实验发现铝跟氨水也能缓慢地发生反应，在加热条件下反应剧烈；查找各类资料，均未能找到有关铝跟氨水(弱碱)反应的的报导；是有意回避？还是另有原因？2．查阅资料（背景考察）如：①中国大百科全书化学Ⅱ711页对铝化学性质有关描述：铝是两性的，既易溶于强碱形成铝酸盐和氢：2Al+2OH-+6H2O→2Al(OH)4-+3H2也能溶于稀酸，生成相应的铝盐和氢：2Al+6H3O+→2Al(H2O)63++3H2但铝的纯度越高，与酸的反应越慢，99.95%以上的纯铝只溶于王水，在冷的浓硫酸和浓硝酸中铝表面被钝化。

②中国大百科全书化学Ⅰ553页金属钝化有关描述：铝的钝化膜为无孔的γ-Al2O3，上面再覆盖以多孔的β-Al2O3。

③中学化学实验参考书《由实验学化学》[日]绵拔邦彦等编：金属铝的表面被氧化，生成一层硬氧化膜，保护内部的金属，这叫耐酸铝。

铝饭盒的表面的这种处理，是大家很熟悉的。

铝跟氧化性的酸反应，表面生成这种氧化膜，就不能再反应。

（49页）铝跟H2SO4（3M）难发生激烈反应，只是慢慢地发生下列反应，生成硫酸铝。

（52页）④高中化学下册教学参考书：铝跟酸的反应使学生通过铝跟稀盐酸、稀硫酸的反应来认识铝的活动性，……所用盐酸、稀硫酸的浓度不应低于4摩尔/升。

铝与稀硫酸反应的异常现象探究我们在做金属的化学性质的实验中，发现经过砂纸打磨过的铝片几乎不与稀硫酸反应，不符合金属活动性顺序。

针对这以异常现象，我们在老师的指导下进行科学探究。

假设一：稀硫酸的浓度不够，反应难以发生。

实验验证：分别取不同浓度的稀硫酸与铝片（纯度为96%，且经过砂纸打磨，以下相同）反应。

实验结果如下表：表一铝与不同H+ 浓度的稀硫酸反应（开始产生气泡的时间）分析：由以上数据可以得出，硫酸的浓度越大，反应速度越慢。

而且，不管取用哪种浓度的稀硫酸，都几乎不与铝反应。

说明假设一不成立。

由此可以猜测，铝与稀硫酸反应的异常现象与稀硫酸自身有关。

假设二：铝与稀硫酸反应是硫酸自身的原因。

实验验证：取用相同浓度的稀硫酸和稀盐酸与铝片反应+分析：从上述数据得出假设二是成立的，说明铝与硫酸反应的异常现象与硫酸有关。

同时也可以猜测，硫酸根在反应中起到了一定的阻碍作用。

为确定这个猜测，我们进行了第三个实验。

取用相同浓度的稀硫酸和稀盐酸在加入NaCl晶体、Na2SO4晶体后与铝片反应。

实验数据见下表：表四加入少量NaCl 晶体分析：通过这组实验，并与表二、表三进行比较，发现加入NaCl 晶体后反应速度都增快，而加入Na2SO4 晶体后基本无变化。

说明硫酸根和氯离子在酸与铝的反应中发生了不同的作用，从而使反应现象出现较大差异。

到底是什么原因造成了如此大的差异呢？我们只有通过查阅资料来解决这个问题。

在资料中我们找到原因。

结论：由于铝的化学性质非常活泼，很容易跟空气中的氧气发生反应形成一种致密的氧化膜——氧化铝。

在用砂纸打磨时，铝片在接触空气的瞬间又重新生成了致密氧化铝膜，所以砂纸几乎无法除去铝片表面的氧化膜。

氧化铝和铝的晶体结构同属于立方面心紧密堆积，二者结构的这种相似性决定了它们的结合紧密牢固，铝越纯，常温下越难与酸反应，同时也不与水反应。

因此要使铝与酸反应，必须先破坏表面的氧化铝薄膜。

而铝表面氧化膜的破坏既与氢离子有关，又受酸液中阴离子的影响，不同的阴离子对氧化膜的破坏能力不同，其中Cl－对氧化铝薄膜的破坏能力最大，这是因为Cl－既可以穿过氧化铝薄膜的缝隙，使氧化铝薄膜破裂而变成不连续的碎块，又可以移向铝表面把密集阵中的水分子替换出来，阻止了氧化铝薄膜的进一步形成。