Question

（10分） 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500 mL 0．5 mol·L^-1的硫酸溶液中，右圖為反應產生氫氣速率與反應時間的關系圖。

（1）關于圖像的描述不正確的是          （填序號，下同）；
① o→a段不產生產生H₂是室溫過低，反應難以發生。
② b → c段產生H₂較快可能是反應放熱，溫度升高，加快了反應
③ c以后，產生H₂速率逐漸下降原因可能是鋁片趨于消耗完全
（2）在b到c這段時間內，收集到氫氣VL（標準狀況），則這段時間內用硫酸表示的平均速率為      mol/(L·s)（假設反應前后溶液體積不變）。
（3）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________；
（4）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，合理的有　　　  
①加入2 mol·L^-1硝酸②加入少量CuSO₄溶液 ③將鋁片換成鋁粉 ④增加硫酸的濃度至18 mol/L ⑤加CH₃COONa固體； ⑥加入少量Na₂SO₄溶液
（5）催化劑會影響反應速率，請根據①反應寫出FeCl₃催化H₂O₂分解的另一反應原理（用離子方程式）①2Fe³⁺+ H₂O₂= 2Fe²⁺+ 2H⁺ +O₂↑；②                                   ；

Answer 1

（1）①③；（2）V/11.2（c—b） mol/(L·s)；（3）氯離子由催化作用或硫酸根由阻化作用；（4）②③；（5）②2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺====2Fe³⁺ + 2H₂O。

試題分析：（1）① o→a段不產生產生H₂是由于金屬鋁表面有一層氧化膜，氧化鋁與稀硫酸反應生成硫酸鋁和水，錯誤；② b → c段產生H₂較快可能是反應放熱，溫度升高，加快了反應，正確；③ 根據題給數據知，鋁過量，c以后，產生H₂速率逐漸下降原因可能是稀硫酸趨于消耗完全，錯誤，選①③；（2）在b到c這段時間內，收集到氫氣VL（標準狀況），物質的量為V/22.4mol，時間為（c—b）s,硫酸的物質的量變化為V/22.4mol，則這段時間內用硫酸表示的平均速率為V/11.2（c—b） mol/(L·s)；（3）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，可能的原因是氯離子由催化作用或硫酸根由阻化作用；（4）①加入2 mol·L^-1硝酸，硝酸具有強氧化性，與鋁反應不放氫氣，錯誤；②加入少量CuSO₄溶液，鋁置換出銅，形成原電池，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，反應速率加快，正確；④增加硫酸的濃度至18 mol/L ，鋁遇濃硫酸鈍化，阻止反應進行，錯誤；⑤加CH₃COONa固體，硫酸與醋酸鈉反應生成醋酸，氫離子濃度較小，反應速率減慢，錯誤； ⑥加入少量Na₂SO₄溶液，將硫酸稀釋，反應速率減慢，錯誤，選②③；（5）催化劑會影響反應速率，請根據①反應寫出FeCl₃催化H₂O₂分解的另一反應原理（用離子方程式）①2Fe³⁺+ H₂O₂= 2Fe²⁺+ 2H⁺ +O₂↑；②2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺====2Fe³⁺ + 2H₂O。