Question

【題目】某實驗小組為了探究鋁與鹽酸反應過程中的速率變化，分兩組做了以下實驗。

(1)甲小組同學用足量的鋁與50 mL鹽酸發生反應，并用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下：

時間/min	1	2	3	4	5	反應結束時
氫氣體積/mL(標準狀況下)	50	150	300	380	410	560

①哪一時間段(即0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反應速率最大__，原因是____；

②反應進行到10 min時，便不再有氣泡產生，該鹽酸中HCl的物質的量濃度是__，整個反應過程中HCl的反應速率為____；

(2)乙小組學生也做了同樣的實驗，但由于反應太快，不好測量氫氣體積，他事先在鹽酸中加入等體積的下列液體：A．蒸餾水、B．KCl溶液、C．KNO3溶液、D．CuSO4溶液，以減慢反應速率，你認為可行的是____，不可行的理由是_________。

Answer 1

【答案】2～3 min 該反應是放熱反應,此時溫度高 1 mol·L-1 0.1 mol·L-1·min-1 AB C項因為溶液中有H+和存在，與Al反應有氮氧化物產生而不產生氫氣；D項因為Al會置換出Cu，形成Cu-Al原電池，加快反應

【解析】

根據表中相同時間內產生氫氣量的大小確定反應速率；通過反應結束時產生氫氣的量計算鹽酸的濃度和鹽酸的反應速率；通過判斷所加溶液對原溶液的影響選擇合適的液體，據此回答。

(1)①根據表中數據，在2～3min內產生的氫氣量最多，故這段時間內反應速率最快；影響反應速率的因素有濃度、溫度、壓強、催化劑等，由于該反應是放熱的，反應放出熱量使體系溫度升高，加快反應速率，3min后隨著鹽酸濃度的不斷減小，反應速率逐漸減慢；

②反應結束時共產生標況下560mL的氫氣，為=0.025mol，則消耗氫離子的物質的量為0.05mol，故鹽酸的濃度為=1 mol·L-1；10min時反應完全，這段時間內的平均反應速率為=0.1 mol·L-1·min-1；

(2)向溶液中加入蒸餾水或KCl溶液，相當于稀釋了原溶液，使原溶液中氫離子濃度減小，降低反應速率，若加入硝酸鉀或硫酸銅時，硝酸鉀溶液中有H+和存在，與Al反應有氮氧化物產生而不產生氫氣，Al會置換出CuSO4中的Cu，形成Cu-Al原電池，加快反應，故不選擇這兩種溶液。