На чём я перейду, наконец, к тому, что мне лично кажется правильным объяснением. Или, по крайней мере, соответствующим всем наблюдаемым реакциям и их опробованным вариациям. Disclaimer: я не химик, за возможные ошибки не отвечаю.
Первым делом, конечно же, в смеси происходит реакция обмена. Я сознательно записываю её не в ионной, а в молекулярной форме, ибо так понятнее, хоть и не совсем корректно:
Косвенно это можно подтвердить, влив в смесь избыток
и получив интенсивно-зелёный раствор, окрашенный ионами
, которые не образовались бы без наличия
.
Дальше
частично диссоциирует и реагирует с водой:
Реакции способствует то, что гидроксиды и гидроксохлориды меди плохо растворимы. Поэтому, хотя равновесие в целом смещено влево, небольшие количества
из правой части всё-таки присутствуют.
Однократная диссоциация (
), вероятно, протекает легче, чем полная (
), что объясняет, почему серная кислота не возникает аналогичным образом с простым
.
Следующий шаг прост. Крошечные количества
атакуют оксидную "шкурку" алюминия и растворяют её:
Отметим, что соляной кислоты (
) в системе мало и на растворения всего алюминия не хватит. Однако это не нужно. Потому что дальше "обнажённый" алюминий просто реагирует с водой напрямую:
Именно здесь образуется нужный нам водород!
Параллельно с этим разворачиваются вторичные процессы, делающие балансировку реакции весьма затруднительной:
// "Выедание"
вторичными продуктами, из-за чего процесс водородообразования замедляется до черепашьей скорости задолго до исчерпания реагентов
Почти наверняка тут упущены тонкие детали. Так, на шаге [2] может образовываться несколько разных гидроксохлоридов меди. А при реакции алюминия со смесью реагентов должен возникать целый спектр гидроксидов, гидроксохлоридов, и гидрированных хлоридов. Но всё это на итог уже мало влияет. Водород выделяется.