Question

【題目】把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有 500mL0.5 mol·L-1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間可用如右的坐標曲線來表示，回答下列問題：

(1)曲線由0→a段不產生氫氣的原因___________,有關反應的離子方程式為_______________；

(2)曲線由a→b段產生氫氣的速率較慢的原因___________，有關的化學方程式______________；

(3)曲線由b→c段，產生氫氣的速率增加較快的主要原因________________；

(4)曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因___________________。

Answer 1

【答案】鋁片表面有氧化鋁，硫酸首先與表面的氧化鋁反應。 Al2O3+6H+==2Al3++3H2↑ 反應開始，溫度較低且只有部分硫酸與鋁片作用 2Al +3 H2SO4=Al2(SO4)3 +H2↑ 由于鋁片與硫酸反應放出熱量使溶液溫度升高，反應速率加快 隨反應進行，硫酸濃度下降

【解析】

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，以此來解答。

(1)曲線由0→a段不產生氫氣是因氧化鋁與硫酸反應生成硫酸鋁和水，離子反應為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

(2)曲線由a→b段產生氫氣的速率較慢是因開始時溫度較低，反應速率較慢，發生2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑；

(3)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；

(4)曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因硫酸濃度下降，氫離子濃度減小，反應速率減小。