Question

4．將一塊質(zhì)量為5.0g的鋁片投入盛有500mL 0.5mol•L^-1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率與反應(yīng)時間的關(guān)系可用如圖所示的曲線來表示，回答下列問題：
（1）曲線O→a段不產(chǎn)生氫氣的原因是鋁片表面有Al₂O₃，硫酸首先與Al₂O₃反應(yīng)，有關(guān)反應(yīng)的化學方程式為2Al₂O₃+6H₂SO₄=2Al₂（SO₄）₃+6H₂O．
（2）曲線a→b段產(chǎn)生氫氣的速率較慢的原因是氧化膜未完全反應(yīng)掉，鋁與硫酸接觸的表面積較小．
（3）曲線b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是反應(yīng)放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應(yīng)速率．
（4）曲線c點以后產(chǎn)生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是隨著反應(yīng)的進行，硫酸溶液的濃度下降．

Answer 1

分析 由圖可知，開始不生成氫氣，為氧化鋁與硫酸的反應(yīng)，然后Al與硫酸反應(yīng)生成氫氣，開始溫度較低，由于反應(yīng)放熱，則溫度升高反應(yīng)速率加快，后來，氫離子濃度減小，則反應(yīng)速率減小，以此來解答．

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(yīng)生成氧化鋁，氧化鋁首先稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，不產(chǎn)生H₂，方程式為2Al₂O₃+6H₂SO₄=2Al₂（SO₄）₃+6H₂O；
故答案為：鋁片表面有Al₂O₃，硫酸首先與Al₂O₃反應(yīng)；2Al₂O₃+6H₂SO₄=2Al₂（SO₄）₃+6H₂O；
（2）曲線a→b段產(chǎn)生氫氣的速率較慢的原因是氧化膜未完全反應(yīng)掉，鋁與硫酸接觸的表面積較小，故答案為：氧化膜未完全反應(yīng)掉，鋁與硫酸接觸的表面積較�。�
（3）金屬和酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使溶液的溫度升高，溫度升高是影響反應(yīng)速率的主要因素，化學反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應(yīng)速率；
（4）隨著反應(yīng)的進行，溶液中的氫離子濃度逐漸降低，氫離子濃度是影響化學反應(yīng)速率的主要因素，所以反應(yīng)速率逐漸減��；
故答案為：隨著反應(yīng)的進行，硫酸溶液的濃度下降．

點評 本題考查Al的化學性質(zhì)及影響反應(yīng)速率的因素，為高頻考點，把握溫度、濃度對反應(yīng)速率的影響及氧化鋁、Al與酸的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力的考查，題目難度不大．