题目内容

11．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 0.5mol•L-1的硫酸溶液中，如图为反应产氢速率与反应时间的关系图．
（1）关于图象的描述不正确的是③
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Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（3）若其他条件不变，现换用500mL 1mol•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②④
①盐酸中c（H+）的浓度更大       
②Cl-有催化作用      
③SO42-有催化作用
④SO42-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升高温度．其中，你认为不合理的方案有④⑤⑥，并请你再补充一种合理方案，填入空白⑦处．

分析 （1）5.4gAl的物质的量为0.2mol，500mL 0.5mol•L-1的硫酸溶液中含硫酸的物质的量为0.25mol，Al过量，硫酸反应完全，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，之后氢离子浓度减小，则反应速率减小；
（2）O→a段无氢气产生，是铝片表面的氧化膜与盐酸反应生成盐和水；
（3）其他条件不变，现换用500mL 1mol•L-1盐酸，产生氢气速率普遍较使用500mL 0.5mol•L-1硫酸的快，氢离子浓度相同，只能是氯离子和硫酸根的作用；
（4）影响该化学反应速率的因素可能是温度、浓度、接触面积、原电池、催化剂等．

解答 解：（1）5.4gAl的物质的量为：0.2mol，500mL 0.5mol•L-1的硫酸溶液中含硫酸的物质的量为：0.5mol/L×0.5L=0.25mol，Al过量，硫酸反应完全，
①曲线a→c段产生H2加快可能是表面的氧化膜逐渐溶解，加快了反应速率，故①正确；
②曲线由a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因为该反应为放热反应，温度升高，反应速率加快，故②正确；
③曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因为氢离子浓度减小，反应速率减小，故③错误；
故答案为：③；
（2）O→a段无氢气产生，是铝片表面的氧化膜与盐酸反应生成盐和水，反应离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（3）其他条件不变，现换用500mL 1mol•L-1盐酸，产生氢气速率普遍较使用500mL 0.5mol•L-1硫酸的快，氢离子浓度相同，只能是氯离子起了催化作用或SO42-有阻化作用（使反应变慢），
故答案为：②④；
（4）①加入某种催化剂，可以加快反应速率，故①正确；
②加入硫酸铜溶液，Al能够置换出铜，形成铝铜原电池，加快反应速率，故②正确；
③将铝片剪成100 条，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，故③正确；
④硫酸的浓度至18mol/L时，Al在其中会钝化，故④错误；
⑤加入蒸馏水，降低氢离子浓度，反应速率减慢，故⑤错误；
⑥加入少量KNO3 溶液，溶液中氢离子与硝酸根离子和Al反应生成NO，不生成氢气，故⑥错误；
还可升高温度，加快铝片与硫酸溶液制H2的反应速率；
故答案为：升高温度；④⑤⑥．

点评 本题考查了化学反应速率的影响因素，为高频考点，题目难度中等，侧重于学生的分析能力的考查，注意根据图象分析理解随反应进行影响反应速率的主要因素，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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1．某科研小组利用石油分馏产品经下列路线，合成一种新型香料．

已知X分子中碳氢质量比为24：5，A、E都是X的裂解产物，且二者互为同系物，D与饱和NaHCO3溶液反应产生气体．信息提示：卤代烃在强碱水溶液中发生水解（取代）反应生成醇．如：R-CH2-CH2Cl$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$R-CH2-CH2OH+HCl（水解反应）
（1）X分子为直链结构，X的结构简式为CH3CH2CH2CH3；G中的官能团为-OH．
（2）E的一氯取代有3种；F→G的反应类型为取代反应．
（3）写出⑥的化学反应方程式．
（4）B与D在浓硫酸作用下生成甲，则与甲同类别的同分异构体的有3种（不包括甲）．
（5）E可能发生下列选项中的某种反应，写出能反应的化学方程式．
A．水解反应      B．缩聚反应     C．加聚反应      D．与新制Cu（OH）2反应．
2．下列叙述中正确的是（　　）
A．离子化合物中一定含有金属元素
B．分子晶体、原子晶体中一定含有共价键，离子晶体一定含有离子键
C．气态氢化物的稳定性：NH3＞PH3＞AsH3
D．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′
19．下列各组物质反应后，再滴入KSCN溶液，显红色的是（　　）
A．向CuCl2溶液中加入铁粉
B．向FeO粉末中加入稀硫酸
C．单质Fe与过量稀盐酸反应后的溶液中再加入少量氯水
D．Fe（OH）3与过量稀盐酸反应后的溶液中再加入过量铁粉
6．下列能源中属于二次能源的是（　　）
A．流水B．风力C．原煤D．电力
16．下列离子中半径最小的是（　　）
A．Na+B．F-C．Al3+D．O2-
3．固体粉末X中可能含有FeO、Fe2O3、MnO2、K2SiO3、K2SO3、KAlO2、MgCl2、K2CO3、NaNO2中的若干种．为确定该固体粉末的成分，现取X进行连续实验，实验过程及产物如图：

根据上述实验，以下说法正确的是（　　）
A．由现象1和现象3推测溶液甲中一定含有K2SiO3、NaNO2
B．由于在溶液甲中加入足量稀盐酸后再加入BaCl2溶液，因此无法判断溶液中是否有K2SO3
C．无法判断原混合物中是否含有KAlO2、K2CO3、MgCl2
D．根据现象5推测原混合物中一定含有Fe2O3
20．下列离子方程式，正确的是（　　）
A．氯化铝溶液与过量氨水   Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
B．明矾净水原理：Al3++3H2O→Al（OH）3↓+3H+
C．将足量氯气通入溴化亚铁溶液：2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-
D．偏铝酸钠溶液与过量盐酸AlO2-+H++H2O→Al（OH）3↓
2．已知lg3=0.48，25℃时NH3•H2O的电离平衡常数为1.8×10-5，现向0.2mol/L的氨水中滴加等体积的0.1mol/L的盐酸得到新溶液Q，下列有关说法中错误的是（　　）
A．此氨水的pH为11.48
B．Q溶液中：c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
C．Q溶液中：2c（Cl-）=c（NH3•H2O）+c（NH4+）
D．滴加过程中，溶液中可能会存在：c（NH4+）=c（Cl-）

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