Question

【題目】某化學小組進行了關于“活潑金屬與酸反應”的實驗，得出了一些有趣的想法，請你幫助他們，完成一些判斷。將5.4g鋁片投入500mL 0.5 mol·L-1的硫酸溶液中，下圖為反應產氫速率與反應時間的關系圖。

（1）關于圖像的描述不正確的是______

①a→c段產生氫氣的速率增加較快可能是表面的氧化膜逐漸溶解，加快了反應的速率

②a→c段產生氫氣的速率增加較快可能是該反應放熱，導致溫度升高，加快了反應

③c以后，產生氫氣的速率逐漸下降可能是鋁片趨于消耗完全

（2）書寫O→a段所對應的離子方程式___________________________

（3）若其他條件不變，現換用500mL1mol·L-1鹽酸，產生氫氣速率普遍較使用500mL 0.5mol·L-1硫酸的快，可能的原因是_______

①鹽酸中c（H+）的濃度更大 ②Cl—有催化作用 ③SO42—有催化作用

④SO42—有阻化作用 ⑤Al3+有催化作用

（4）根據所學，若要加快鋁片與硫酸溶液制H2的反應速率，小組成員提出一系列方案，比如：①加入某種催化劑；②滴加少量CuSO4溶液；③將鋁片剪成100條；④增加硫酸的濃度至18mol/L；⑤加入蒸餾水；⑥加入少量KNO3；

其中，你認為不合理的方案有_____________。

Answer 1

【答案】（1）③；（2）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（3）②④；（4）④⑤。

【解析】

試題分析：（1）5.4gAl物質的量為0.2mol，500mL 0.5molL-1 的硫酸溶液中含硫酸0.25mol，根據反應方程式：2Al+3H2SO4= Al2（SO4）3+3H2↑可知二者反應的物質的量關系是：n（Al）：n（H2SO4）=2:3，可知Al過量，能夠將硫酸反應完全，①曲線a→c段產生H2加快可能是表面的氧化膜逐漸溶解，加快了反應速率，正確；②曲線由a→c段，產生氫氣的速率增加較快的主要原因為該反應為放熱反應，溫度升高，反應速率加快，正確；③曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因為氫離子濃度減小，反應速率減小，錯誤；（2）書寫O→a段所對應的反應是氧化鋁與酸發生復分解反應，反應的離子方程式是Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（3）其他條件不變，現換用500mL 1molL-1鹽酸，產生氫氣速率普遍較使用500mL 0.5 molL-1硫酸的快，只能是氯離子起了催化作用或SO42-有阻化作用（使反應變慢），故答案為：②④；（4）①加入某種催化劑，加快反應速率，正確； ②滴加少量CuSO4溶液，Al與鹽發生置換反應產生Cu，Cu、Al及硫酸構成原電池，可以使化學反應速率加快，正確；③將鋁片換成鋁粉，增大反應物的接觸面積，反應速率增大，正確；④增加硫酸的濃度至18mol/L，發生鈍化，反應速率減小，錯誤；⑤加入蒸餾水，稀釋溶液，反應速率減慢，錯誤。故不合理的方案有④⑤。