单选题
置于空气中的铝片能与()反应
A
水
B
浓冷硝酸
C
浓冷硫酸
D
NH4Cl溶液
答案解析
正确答案:D
解析:
这道题考查的是铝的化学性质,特别是铝表面的氧化膜(钝化现象)以及铝在特定环境下的反应活性。
**正确答案:D**
### 详细解析:
1. **铝的表面特性**:
铝是一种活泼金属,但在空气中,其表面会迅速形成一层致密的氧化铝($Al_2O_3$)薄膜。这层氧化膜保护了内部的铝不再继续被氧化或与其他物质轻易反应。因此,判断铝能否与某物质反应,关键在于该物质是否能破坏这层氧化膜或与裸露的铝发生反应。
2. **选项分析**:
* **A. 水**:
常温下,铝与水几乎不反应。虽然理论上铝比氢活泼,能置换水中的氢,但由于表面致密氧化膜的存在,阻止了铝与水的接触。即使加热,反应也非常缓慢且难以持续。因此,置于空气中的铝片不能与水发生明显反应。
* **B. 浓冷硝酸** & **C. 浓冷硫酸**:
这两个选项涉及铝的**钝化**现象。常温下,铝遇到浓硝酸或浓硫酸时,表面的氧化膜会进一步增厚并形成更稳定的保护层,阻止内部金属继续反应。这种现象称为“钝化”。因此,铝在浓冷硝酸和浓冷硫酸中不会发生持续的化学反应(即不会溶解或产生气体)。
* **D. $NH_4Cl$ 溶液**:
氯化铵($NH_4Cl$)是强酸弱碱盐,在水中会发生水解反应,使溶液呈**酸性**:
$$ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3\cdot H_2O + H^+ $$
铝表面的氧化铝薄膜是两性氧化物,既能溶于强酸也能溶于强碱,也能溶于酸性溶液中。$NH_4Cl$ 溶液中的 $H^+$ 会与氧化铝反应,破坏氧化膜:
$$ Al_2O_3 + 6H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 3H_2O $$
一旦氧化膜被破坏,内部的铝就会暴露出来,并与溶液中的 $H^+$ 继续反应生成氢气:
$$ 2Al + 6H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 3H_2\uparrow $$
此外,$Cl^-$ 离子也有一定的破坏氧化膜的作用(点蚀),加速反应进行。因此,铝片能与 $NH_4Cl$ 溶液反应。
### 总结:
* **A**:因氧化膜阻挡,不反应。
* **B、C**:因钝化现象,不反应。
* **D**:因溶液呈酸性,破坏氧化膜并与铝反应,**能反应**。
故答案选 **D**。
相关知识点:
铝片能与NH4Cl反应,空气中此特性
题目纠错
化工总控工理论题库
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