Question

6．某興趣小組進行“活潑金屬與酸反應”的實驗，將5.4g的鋁片投入500mL 0.5mol•L^-1的硫酸溶液中，圖為反應產生氫氣速率與反應時間的關系圖．
（1）關于圖象的描述不正確的是③（填序號，下同）．
①a→b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
②b→c段產生H₂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H₂速率逐漸下降可能是鋁片趨于消耗完全
（2）其他條件不變，現換用500 mL 1 mol•L^-1鹽酸，產生氫氣速率普遍較使用500 mL 0.5 mol•L^-1硫酸的快，可能的原因是②④．
①鹽酸中c（H⁺）的濃度更大         ②Cl^-有催化作用    
③SO₄^2-有催化作用                 ④SO₄^2-有阻化作用（使反應變慢） 
⑤Al³⁺有催化作用
（3）要加快鋁與硫酸溶液制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加入蒸餾水  
③將鋁片換成鋁粉       ④增加硫酸的濃度至18 mol/L 
⑤升高溫度           ⑥加入少量CuSO₄溶液．
以上方案不合理的有②④；請你再補充兩種合理方案，填入空白⑤⑥處．

Answer 1

分析 5.4gAl為0.2mol，500mL 0.5mol•L^-1的硫酸溶液中含硫酸0.25mol，Al過量，能夠將硫酸反應完全，由圖可知，開始不生成氫氣，為氧化鋁與硫酸的反應，然后Al與硫酸反應生成氫氣，開始溫度較低，由于反應放熱，則溫度升高反應速率加快，后來，氫離子濃度減小，則反應速率減小；其他條件不變，現換用500mL 1mol•L^-1鹽酸，產生氫氣速率普遍較使用500mL 0.5mol•L^-1硫酸的快，只能是氯離子起了催化作用，以此解答該題．

解答 解：（1）5.4gAl為0.2mol，500mL 0.5mol•L^-1的硫酸溶液中含硫酸0.25mol，Al過量，能夠將硫酸反應完全，
①曲線a→b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，故①正確；
②曲線由b→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，故②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，故③錯誤；
故答案為：③；
（2）其他條件不變，現換用500mL 1mol•L^-1鹽酸，產生氫氣速率普遍較使用500mL 0.5mol•L^-1硫酸的快，只能是氯離子起了催化作用，SO₄^2-有阻化作用，其它因素相同，
故答案為：②④；
（3）①加入某種催化劑，加快反應速率； ②加入蒸餾水，稀釋溶液，反應速率減慢；③將鋁片換成鋁粉，增大反應物的接觸面積，反應速率增大；④增加硫酸的濃度至18mol/L，發生鈍化；其他加快鋁與硫酸溶液制H₂的反應速率有升高溫度；加入少量CuSO₄溶液，形成原電池等；
故答案為：升高溫度；加入少量CuSO₄溶液；②④．

點評 本題考查了化學反應速率的影響因素，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，難度不大，注意根據圖象分析理解隨反應進行影響反應速率的主要因素．