Question

12．甲同學(xué)用0.1×10×25mm、質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%的鋁片和鹽酸用下圖裝置反應(yīng)制取H₂，實驗現(xiàn)象如表：

	1min	2min	5min	15min	20min
3mol•L-1HCl	少量氣泡	較多氣泡	大量氣泡	反應(yīng)劇烈	鋁片耗盡

（1）寫出上述鋁與鹽酸反應(yīng)的離子方程式2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑．
（2）實驗開始1min內(nèi)反應(yīng)速率很慢，原因是溫度低，鋁片表面的三氧化二鋁先和鹽酸反應(yīng)沒有氣體生成
（3）反應(yīng)1～15min內(nèi)，反應(yīng)速率逐漸加快，原因是反應(yīng)放熱，溫度升高．
（4）反應(yīng)10min時注射器讀數(shù)為448mL（假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則注射器中氫氣的物質(zhì)的量濃度為0.04mol/L．用氫氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.004mol/（L•min）（1/22.4=0.04）
（5）乙同學(xué)認(rèn)為用鋁粉代替鋁片實驗效率更高，原因是_鋁粉與鹽酸接觸面積更大，反應(yīng)速率加快
（6）丙同學(xué)認(rèn)為甲、乙兩位同學(xué)收集的氫氣都不純，含有雜質(zhì)的化學(xué)式為HCl，H₂O．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動順序表中，鋁排在氫的前面，鋁與非強(qiáng)氧化性酸中的氫離子反應(yīng)生成鋁離子和氫氣；
（2）實驗開始1min內(nèi)反應(yīng)速率很慢，原因是溫度低，鋁片表面的三氧化二鋁先和鹽酸反應(yīng)沒有氣體生成；
（3）溫度越高反應(yīng)速率越快，金屬和酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（4）據(jù)C=$\frac{n}{v}$進(jìn)行計算；V=$\frac{△C}{△t}$進(jìn)行計算；
（5）據(jù)接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快來分析；
（6）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素守恒分析雜質(zhì)．

解答 解：（1）鹽酸、稀硫酸為非強(qiáng)氧化性的酸，鋁與酸反應(yīng)生成鋁離子和氫氣，離子方程式為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）實驗開始1min內(nèi)反應(yīng)速率很慢，原因是溫度低，鋁片表面的三氧化二鋁先和鹽酸反應(yīng)沒有氣體生成，
故答案為：溫度低，鋁片表面的三氧化二鋁先和鹽酸反應(yīng)沒有氣體生成；
（3）反應(yīng)1～15min內(nèi)，鋁與酸的反應(yīng)是放出熱量的，導(dǎo)致溫度升高，使化學(xué)反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)放熱，溫度升高；
（4）n（H₂）=$\frac{v}{{V}_{m}}$=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，c（H₂）=$\frac{n（{H}_{2}）}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.448L}$=0.04mol/L；v（H₂）=$\frac{△c（{H}_{2}）}{△t}$=$\frac{0.04mol/L}{10min}$=0.004mol/（L•min），
故答案為：0.04mol/L；0.004mol/（L•min）；
（5）接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，故鋁粉代替鋁片實驗效率更高，原因是鋁粉與鹽酸接觸面積更大，反應(yīng)速率加快，
故答案為：鋁粉與鹽酸接觸面積更大，反應(yīng)速率加快；
（6）化學(xué)反應(yīng)前后元素守恒，故可能含有雜質(zhì)的化學(xué)式為HCl，H₂O，
故答案為：HCl，H₂O．

點評 本題是一道實驗探究題，考查了溫度，接觸面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，以及濃度，反應(yīng)速率的計算，題目難度中等．