Question

能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。

(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关，这是化学学科关注的方面之一。某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值):

时间	1	2	3	4	5
氢气体积/mL(标况)	100	240	464	576	620

①哪一段时间内反应速率最大：__________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)。

②另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。你认为不可行的是____________(填字母序号)。

A 浓盐酸   B KCl溶液    C 蒸馏水     D  CuSO₄溶液

(2)寻找替代能源，是化学学科一直关注的另一方面。电能是一种二次能源，电能的应用大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作。某化学兴趣小组探究铝电极在原电池中的作用，设计了一个Mg、Al、NaOH溶液电池，请写出

①原电池的负极电极反应：_________________________________；

②原电池的正极电极反应：___________________________________；

③原电池的总反应的离子方程式：___________________________________。

Answer

2～3 min BC 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 6H2O+6e-=6OH-+3H2↑ 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑

【解析】

（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、44mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3 min，因反应为放热反应，温度升高，反应速率增大，反应速率最小的时间段是4～5min时间段，此时温度虽然较高，但H+浓度小，答案为2～3 min；

② A．浓盐酸，H+浓度增大，反应速率增大且增大产生氢气的量，选项A错误；

B．加入KCl溶液溶液，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，选项B正确；

C．加入蒸馏水，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，选项C正确；

D．加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu反应速度增大，但影响生成氢气的量，选项D错误；

答案选BC；

(2)设计了一个Mg、Al、NaOH溶液电池时，铝为电池负极，铝失电子在碱性条件下生成偏铝酸钠，溶液中水电离产生的氢离子得电子产生氢气。

①原电池的负极上铝失电子产生AlO2-，电极反应为2Al-6e-+8OH-= 2AlO2-+4H2O；

②原电池的正极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑；

③原电池的总反应的离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-= 2AlO2-+3H2↑。