Question

(10分)成都七中文艺青年小组进行了关于“活泼金属与酸反应”的实验，得出了一些有趣的想法，请你帮助他们，完成一些判断。将5.4g铝片投入500mL 0.5 mol·L^-1的硫酸溶液中，下图为反应产氢速率与反应时间的关系图。

（1）关于图像的描述不正确的是______(2分)

①a→c段产生氢气的速率增加较快可能是表面的氧化膜逐渐溶解，加快了反应的速率

②a→c段产生氢气的速率增加较快可能是该反应放热，导致温度升高，加快了反应

③c以后，产生氢气的速率逐渐下降可能是铝片趋于消耗完全

（2）书写O→a段所对应的离子方程式____________________________________(2分)

（3）若其他条件不变，现换用500mL1mol·L^-1盐酸，产生氢气速率普遍较使用500mL 0.5mol·L^-1硫酸的快，可能的原因是________(2分)

①盐酸中c(H⁺)的浓度更大       ②Cl^—有催化作用      ③SO₄^2—有催化作用

④SO₄^2—有阻化作用             ⑤Al³⁺有催化作用

（4）根据所学，若要加快铝片与硫酸溶液制H₂的反应速率，小组成员提出一系列方案，比如：①加入某种催化剂；②滴加少量CuSO₄溶液；③将铝片剪成100条；④增加硫酸的浓度至18mol/L；⑤加入蒸馏水；⑥加入少量KNO₃溶液；⑦_____________。(2分)

其中，你认为不合理的方案有_____________(2分)，并请你再补充一种合理方案，填入空白⑦处。

Answer

（1）③（2分）  （2）Al2O3+6H+=2 Al3++3H2O（2分）  

（3）②④（2分）  （4）⑦升高温度（2分）     ④⑤⑥（2分）

【解析】（1）在反应的后期，由于硫酸的浓度逐渐降低，导致反应速率逐渐降低。铝是固体，其质量多少不能影响反应速率，所以③是错误的，其余都是正确的，答案选③.

(2)铝是活泼的金属极易被氧化生成一层致密的氧化膜，所以开始没有氢气此时，是因为硫酸和氧化铝反应导致的，方程式为Al2O3+6H+=2 Al3++3H2O。

（3）根据浓度可知氢离子的浓度是相同的，所以①不正确，反应中都生成铝离子，④不正确。由于酸中阴离子是不同的，盐酸反应快，这说明Cl—有催化作用，或者是SO42—有阻化作用，答案选②④。

（4）考查外界条件对反应速率的影响。一般增大反应物的浓度、升高温度、或加入催化剂、或提高原电池反应、或增大反应物的接触面积等都能加快反应速率。浓硫酸和铝不能产生氢气，④不正确，⑤是稀释降低氢离子浓度，反应速率降低。在酸性溶液中，硝酸钾能和铝反应但产生的气体是NO，而不是氢气，所以⑥不正确。