第1个回答 2013-12-01
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.