Question

【题目】把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol/L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下列问题：

(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是___________________________，有关的化学方程式为___________________________________________。

(2)曲线由a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是_____________________。

(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_________________________。

Answer 1

【答案】铝片表面有Al2O3，硫酸首先与Al2O3反应 Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 反应放出的热量使溶液的温度升高，加快反应速率 c点以后，硫酸的浓度逐渐变小，该因素变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小

【解析】

由图可知，开始不生成氢气，为氧化铝与硫酸的反应，然后Al与硫酸反应生成氢气，开始温度较低，由于反应放热，则温度升高，反应速率加快，后来，氢离子浓度减小，则反应速率减小，据此分析解答。

(1)铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝首先与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，不产生H2，方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，故答案为：铝片表面有Al2O3，硫酸首先与Al2O3反应；Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；

(2)金属和酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，温度升高，化学反应速率加快，故答案为：反应放出的热量使溶液的温度升高，加快反应速率；

(3)随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，此时氢离子浓度是影响化学反应速率的主要因素，所以反应速率逐渐减小；故答案为：c点以后，硫酸的浓度逐渐变小，该因素变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小。