Question

某实验小组为了探究铝与盐酸反应过程中的速率变化，分两组做了以下实验。

(1)甲小组同学用足量的铝与50 mL盐酸发生反应，并用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：

时间/min	1	2	3	4	5	反应结束时
氢气体积/mL(标准状况下)	50	150	300	380	410	560

①哪一时间段(即0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反应速率最大__，原因是____；

②反应进行到10 min时，便不再有气泡产生，该盐酸中HCl的物质的量浓度是__，整个反应过程中HCl的反应速率为____；

(2)乙小组学生也做了同样的实验，但由于反应太快，不好测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列液体：A．蒸馏水、B．KCl溶液、C．KNO₃溶液、D．CuSO₄溶液，以减慢反应速率，你认为可行的是____，不可行的理由是_________。

Answer

2～3 min 该反应是放热反应,此时温度高 1 mol·L-1 0.1 mol·L-1·min-1 AB C项因为溶液中有H+和存在，与Al反应有氮氧化物产生而不产生氢气；D项因为Al会置换出Cu，形成Cu-Al原电池，加快反应

【解析】

根据表中相同时间内产生氢气量的大小确定反应速率；通过反应结束时产生氢气的量计算盐酸的浓度和盐酸的反应速率；通过判断所加溶液对原溶液的影响选择合适的液体，据此回答。

(1)①根据表中数据，在2～3min内产生的氢气量最多，故这段时间内反应速率最快；影响反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等，由于该反应是放热的，反应放出热量使体系温度升高，加快反应速率，3min后随着盐酸浓度的不断减小，反应速率逐渐减慢；

②反应结束时共产生标况下560mL的氢气，为=0.025mol，则消耗氢离子的物质的量为0.05mol，故盐酸的浓度为=1 mol·L-1；10min时反应完全，这段时间内的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1；

(2)向溶液中加入蒸馏水或KCl溶液，相当于稀释了原溶液，使原溶液中氢离子浓度减小，降低反应速率，若加入硝酸钾或硫酸铜时，硝酸钾溶液中有H+和存在，与Al反应有氮氧化物产生而不产生氢气，Al会置换出CuSO4中的Cu，形成Cu-Al原电池，加快反应，故不选择这两种溶液。