Question

（2009?肇庆一模）某探究小组同学用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速率的因素．
实验药品：2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸，质量和相同的铝片和铝粉（金属表面氧化膜都已除去）；每次实验各种酸的用量均为50.0mL，金属用量均为9.0g．
（Ⅰ）甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，实验及其现象如下：

反应进程（分钟）	1	2	5	15	20
4.0mol/L盐酸	少量气泡	较多气泡	大量气泡	反应剧烈	反应结束
2.0mol/L硫酸	无明显现象		极少量气泡	少量气泡
4.0mol/L硫酸	无明显现象	少量气泡		有比较连续的气泡

请回答：
（1）写出铝与盐酸反应的离子方程式

2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑

．
（2）反应1～15min内，铝与盐酸的反应速率逐渐加快，其原因是

反应放热使溶液温度升高，从而使化学反应速率加快

．
（3）以上探究铝与稀盐酸、稀硫酸反应速率有差异，你认为其原因有哪些可能？请提出你的假设（说出2种可能）：

Cl^-能够促进金属铝与H⁺反应，或SO₄^2-对H⁺与金属铝的反应起阻碍作用等

．
（Ⅱ）（1）乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验（温度控制为25℃和35℃）．请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表（用量：酸均为50.0mL、铝为9.0g过量）：

实验目的	实验 编号	温度	金属铝 形态	盐酸浓度 /mol?L-1
（1）实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； （2）实验①和③探究温度对该反应速率的影响； （3）实验①和④探究金属规格（铝片、铝粉）对该反应速率的影响．	①	25?C	铝片	4.0
	②	25?C	铝片	2.0
	③	35℃	铝片	4.0
	④	25?C	铝粉	4.0

（2）如图为实验①的“H₂-t”曲线图，若上述反应浓度减少一倍，速率是原来的

1

2

；温度每升高10℃，反速率是原来的2倍．请在答题卡的座标中画出实验②和实验③的“H₂-t”曲线图

．

Answer 1

分析：（Ⅰ）（1）铝为活泼金属，与盐酸反应生成氢气；
（2）反应1～15min内，随着铝与盐酸的反应，盐酸的浓度逐渐减小，但速率逐渐加快，说明放热；
（3）两种酸的阴离子不同，Cl^-或SO₄^2-对反应可能有影响，根据反应的剧烈程度判断；
（Ⅱ）（1）实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响，因此其它量不变，只改变盐酸的浓度；
实验①和③探究温度对该反应速率的影响；因此其它量不变，只改变温度；
实验①和④探究金属颗粒大小（铝片、铝粉）对该反应速率的影响，因此其它量不变，只改变铝的规格；
（2）根据浓度、温度对反应速率的影响，可通过反应的时间体现．

解答：解：（Ⅰ）（1）铝为活泼金属，与盐酸反应生成氢气，反应的离子方程式为2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，
故答案为：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）应1～15min内，随着铝与盐酸的反应，盐酸的浓度逐渐减小，但速率逐渐加快，说明放热使溶液温度升高，从而使化学反应速率加快，
故答案为：反应放热使溶液温度升高，从而使化学反应速率加快；
（3）两种酸的阴离子不同，但反应速率不同，盐酸反应剧烈，但硫酸反应缓慢，说明Cl^-或SO₄^2-对反应可能有影响，Cl^-能够促进金属铝与H⁺反应，或SO₄^2-对H⁺与金属铝的反应起阻碍作用，
故答案为：Cl^-能够促进金属铝与H⁺反应，或SO₄^2-对H⁺与金属铝的反应起阻碍作用等；
（Ⅱ）（1）实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响，因此其它量不变，只改变盐酸的浓度由4.0mol/L变为2.0mol/L；
实验①和③探究温度对该反应速率的影响；因此其它量不变，只改变温度，根据题意，由25?C升高到35℃；
实验①和④探究金属颗粒大小（铝片、铝粉）对该反应速率的影响，因此其它量不变，只改变铝的规格，由铝片改为铝粉即可，
故答案为：

实验编号	温度	金属铝规格	盐酸浓度/mol?L-1
①	25?C	铝片	4.0
②	25℃	铝片	2.0
③	35℃	铝片	4.0
③	25?C	铝粉	4.0

（2）反应浓度减少一倍，速率是原来的

1

2

；温度每升高10℃，反速率是原来的2倍，与①比较，③反应时间缩短到10min，
与①比较，②时间为40民，但是铝片都是过量的，实验②的浓度2mol/L，体积50mL产氢气是1.12L，则图象为，

故答案为：．

点评：本题考查较为综合，难度较大，涉及反应速率的影响因素的探究，易错点为最后一题，注意浓度变化，生成氢气的体积不同．