Question

4．科學探究結果的準確性來自于探究活動中研究方法的科學性，研究過程的計劃性、研究目的明確性．
（一）學生（甲）應用下圖裝置（A）所示意的方法研究氯氣的性質，其中氣體的主要成分是氯氣（含有空氣和水蒸氣）．請回答下列問題：

（1）該項研究（實驗）的主要目的是比較干燥的氯氣和潮濕的氯氣的漂白性（或研究氯氣的漂白性實驗等合理答案均可）
（2）濃硫酸的作用是吸收氣體中的水．與研究目的直接相關的實驗現(xiàn)象是干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色．
（3）虛框中的裝置應選擇B （填“B”或“C”），其盛放的試劑為NaOH溶液 （填試劑名稱）；使用該裝置的目的是防止有毒的Cl₂污染空氣；該裝置內發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O．
（二）學生（乙）設計實驗探究金屬鋁表面氧化膜的性質：將鋁片（含氧化膜）投入濃氯化銅溶液中，鋁表面很快出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質．若用同樣的鋁片投入同濃度的硫酸銅溶液中，在短時間內鋁片無明顯變化．回答下列問題：
（1）鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質的過程中發(fā)生的離子反應方程式是2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺．
（2）同學（乙）認為：鋁與氯化銅溶液能迅速反應，而與同濃度的硫酸銅溶液在短時間內不反應的原因是“氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜，而硫酸根離子不能”．并設計如下實驗方案進行驗證，請你根據其思路完成下列空格：
[實驗方案]在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象，再加入氯化鈉（填試劑名稱）溶液，再觀察現(xiàn)象．若反應明顯加快了，說明上述推斷正確．

Answer 1

分析 （一）由實驗裝置可知，氯氣干燥后，干燥布條不褪色，濕潤的布條褪色，虛框中的裝置利用堿吸收尾氣；
（1）混有水蒸汽的氯氣，先通過濃硫酸，得到干燥的氯氣；氯氣分別與干燥、濕潤的有色面條接觸，很明顯是對比實驗，比較干燥的、潮濕的氯氣的漂白性差異；
（2）濃硫酸吸收氣體中的水，必然導致干燥的有色面條無變化，但與濕潤的有色布條可生成次氯酸，最終導致其褪色；
（3）由于氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，而C裝置是個密封裝置，應選擇B裝置堿液吸收；
（二）設計實驗探究金屬鋁表面氧化膜的性質，氧化鋁與氯化銅、硫酸銅不反應，短時間內鋁片無明顯變化，水解生成的氫離子先除去氧化膜，再發(fā)生Al與鹽溶液反應，
（1）紅色物質為鋁置換出的銅單質；
（2）實驗中兩鹽溶液溶質的差別無所謂就是陰離子的不同，導致了反應現(xiàn)象的不同，故可在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象后，再加入含有氯離子溶液即可，為了不改變溶液的酸堿性，最好加入氯化鈉溶液．

解答 解：（一）（1）混有水蒸汽的氯氣，先通過濃硫酸，得到干燥的氯氣；隨后氯氣分別與干燥、濕潤的有色面條接觸，很明顯是對比實驗，比較干燥的、潮濕的氯氣的漂白性差異，
故答案為：比較干燥的氯氣和潮濕的氯氣的漂白性（或研究氯氣的漂白性實驗等合理答案均可）；
（2）濃硫酸吸收氣體中的水，必然導致干燥的有色面條無變化，但與濕潤的有色布條可生成次氯酸，最終導致其褪色，與研究目的直接相關的實驗現(xiàn)象是干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色，
故答案為：吸收氣體中的水；干燥的有色布條不褪色，濕潤的有色布條褪色；
（3）由于氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，而C裝置是個密封裝置，不正確，故應選擇B裝置，氯氣可被NaOH溶液吸收，發(fā)生2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：B；NaOH溶液；防止有毒的Cl₂污染空氣；2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O；
（二）設計實驗探究金屬鋁表面氧化膜的性質，氧化鋁與氯化銅、硫酸銅不反應，短時間內鋁片無明顯變化，水解生成的氫離子先除去氧化膜，再發(fā)生Al與鹽溶液反應，（1）紅色物質為鋁置換出的銅單質，發(fā)生離子反應為2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺，故答案為：2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺；
（2）實驗中兩鹽溶液溶質的差別無所謂就是陰離子的不同，導致了反應現(xiàn)象的不同，故可在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象后，再加入含有氯離子溶液即可，為了不改變溶液的酸堿性，在硫酸銅溶液中加入鋁片，無明顯現(xiàn)象，再加入氯化鈉溶液，若反應明顯加快了，說明上述推斷正確，
故答案為：氯化鈉．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，為高頻考點，注意通過實驗設計與探究來研究反應原理及物質的性質，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．