答案解析

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这个我曾经做过大量的试验,

以下都是我的见决定铝和酸反应的速率因素:1.

是否生成配离子(最主要);2.

酸的浓度和强度;3.

酸根离子的半径大小(决定酸根是否能穿透氧化铝薄膜取代氧化铝中的氧原子,

从而使之溶解);4.

反应生成的铝盐是否可溶于水!举个例子:铝与氢氟酸反应生成了配离子[AlF6]3-(或[AlF4]-):2Al+12HF=2H3AlF6(或HAlF4)+3H2.

随着反应的进行,

生成的H3AlF6(或HAlF4)会进一步和铝反应生成AlF3+H2 .

同时,

氟离子半径很小,

很容易取代附着在铝表面的氧化铝中的氧原子,

生成三氟化铝,

从而破坏了铝表面的氧化物薄膜,

因此铝与氢氟酸反应剧烈!事实上,

铝在与相同浓度稀的氢卤酸(比如:3mol/L)反应时,

反应速率大小为:HF>>HCL>HBr>HI.

但是如果采用浓盐酸与浓氢氟酸作对照实验你会发现反应速率:HCl>HF.

可见此时反应也取决于酸的强弱与氢离子浓度的大小.

因此铝和浓盐酸反应最快的原因是:1.

生成了配离子[AlCl4]-(最主要的原因)2Al+8HCl(浓)=2HAlCl4+3H2 随着反应进行,

6HAlCl4+2Al=8AlCl3+3H2; 2.

浓盐酸酸性强于氢氟酸(次要原因); 3.

氯离子半径较小,

可以取代氧化铝中的氧,

生成三氯化铝,

促进反应(另外原因) 4.

生成铝盐易溶于水.

另外由于溴离子与碘离子半径大,

不能取代氧化铝中氧,

另外他们与铝离子不能配合,

所以铝与氢溴酸和氢碘酸反应大大减慢!同理:硫酸虽是强酸,

生成的硫酸铝也可溶于水,

但不能生成配离子;另外硫酸根半径较大,

不能穿透氧化铝薄膜,

因此反应很慢!其实大家可以试试相同浓度(1mol/L)的其他酸做对照实验,

以增强说服力!例如配置1mol/L:甲酸,

乙酸,

丙酸,

丁酸,

等等;亚硫酸,

磷酸,

酒石酸,

乳酸,

柠檬酸,

丙二酸,

丁二酸,

草酸,

丙烯酸,

丁烯酸 ,

顺丁烯二酸,

三氯乙酸,

磺基水杨酸.

实验结果证明只有三氯乙酸和磷酸常温下可以与氯反应,

且已证明生成物是可溶于水的配合物!而其他弱酸与铝片常温下难反应,

说明原因:1.

不能生成配位离子(最主要原因);2.

有机酸酸根半径大,

不能穿透并破坏溶解氧化铝薄膜,

使得H+ 无法接触铝片;3.

多数有机酸酸性较弱.

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