Question

某化學研究性小組在用鋁與稀硫酸的反應制氫氣的實驗時發(fā)現(xiàn)，如果把在空氣中放置一段時間的5.0g鋁片放入圓底燒瓶中，然后通過分液漏斗加入500mL 0.5mol/L硫酸溶液，充分反應后，該小組同學根據(jù)記錄數(shù)據(jù)得到了產生氫氣的速率與反應時間的關系圖象（如圖所示），請你幫助該小組同學回答下列問題：
（1）曲線OA段不產生氫氣的原因是

硫酸首先與鋁片表面的Al₂O₃反應

，有關的離子反應方程式為

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O

；
（2）曲線BC段產生氫氣的速率突然加快的主要原因是

由于反應放出的熱量使溶液溫度升高而使反應速率加快了

；
（3）點C以后產生氫氣的速率逐漸減小的主要原因是

隨著反應的進行，硫酸溶液的濃度逐漸下降

；
（4）從理論上分析該小組同學能收集到氫氣的體積為（標準狀況下）

5.6L

．

Answer 1

分析：（1）鋁是活潑性較強的金屬，能迅速和空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，根據(jù)氧化鋁的性質分析；
（2）金屬和酸的反應是放熱反應，根據(jù)溫度對化學反應速率的影響分析；
（3）溶液的濃度影響化學反應速率；
（4）先根據(jù)金屬和酸的量進行過量計算，再根據(jù)不足量的物質作標準計算生成的氣體；

解答：解：（1）鋁是活潑性較強的金屬，能迅速和空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，氧化鋁和稀硫酸反應生成氯化鋁和水，所以離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
故答案為：硫酸首先與鋁片表面的Al₂O₃反應； Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）金屬和酸的反應是放熱反應，所以該反應放熱，使溶液的溫度升高，升高溫度，化學反應速率加快．
故答案為：由于反應放出的熱量使溶液溫度升高而使反應速率加快了；
（3）隨著反應的進行，溶液中的氫離子濃度逐漸降低，所以反應速率逐漸減�。�
故答案為：隨著反應的進行，硫酸溶液的濃度逐漸下降；
（4）設稀硫酸完全反應需要金屬鋁xg．
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
54g  3mol
xg   0.5L×0.5mol/L
所以x=4.5＜5，故金屬鋁過量，應以稀硫酸為標準計算生成的氫氣體積．
設生成氫氣的體積為y．
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
    3mol             67.2L
   0.5L×0.5mol/L     y
y=5.6L    
故答案為：5.6 L．

點評：本題考查了根據(jù)圖象分析外界條件對化學反應速率的影響等知識點，難度不大，易錯的是（4）題，注意先進行過量計算，再根據(jù)不足量的物質為標準進行計算．