Question

12．甲同学用0.1×10×25mm、质量分数≥99.5%的铝片和盐酸用下图装置反应制取H₂，实验现象如表：

	1min	2min	5min	15min	20min
3mol•L-1HCl	少量气泡	较多气泡	大量气泡	反应剧烈	铝片耗尽

（1）写出上述铝与盐酸反应的离子方程式2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑．
（2）实验开始1min内反应速率很慢，原因是温度低，铝片表面的三氧化二铝先和盐酸反应没有气体生成
（3）反应1～15min内，反应速率逐渐加快，原因是反应放热，温度升高．
（4）反应10min时注射器读数为448mL（假设为标准状况），则注射器中氢气的物质的量浓度为0.04mol/L．用氢气表示的化学反应速率为0.004mol/（L•min）（1/22.4=0.04）
（5）乙同学认为用铝粉代替铝片实验效率更高，原因是_铝粉与盐酸接触面积更大，反应速率加快
（6）丙同学认为甲、乙两位同学收集的氢气都不纯，含有杂质的化学式为HCl，H₂O．

Answer 1

分析 （1）在金属活动顺序表中，铝排在氢的前面，铝与非强氧化性酸中的氢离子反应生成铝离子和氢气；
（2）实验开始1min内反应速率很慢，原因是温度低，铝片表面的三氧化二铝先和盐酸反应没有气体生成；
（3）温度越高反应速率越快，金属和酸的反应是放热反应；
（4）据C=$\frac{n}{v}$进行计算；V=$\frac{△C}{△t}$进行计算；
（5）据接触面积越大，化学反应速率越快来分析；
（6）根据化学反应前后元素守恒分析杂质．

解答 解：（1）盐酸、稀硫酸为非强氧化性的酸，铝与酸反应生成铝离子和氢气，离子方程式为：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，
故答案为：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）实验开始1min内反应速率很慢，原因是温度低，铝片表面的三氧化二铝先和盐酸反应没有气体生成，
故答案为：温度低，铝片表面的三氧化二铝先和盐酸反应没有气体生成；
（3）反应1～15min内，铝与酸的反应是放出热量的，导致温度升高，使化学反应速率加快，
故答案为：反应放热，温度升高；
（4）n（H₂）=$\frac{v}{{V}_{m}}$=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，c（H₂）=$\frac{n（{H}_{2}）}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.448L}$=0.04mol/L；v（H₂）=$\frac{△c（{H}_{2}）}{△t}$=$\frac{0.04mol/L}{10min}$=0.004mol/（L•min），
故答案为：0.04mol/L；0.004mol/（L•min）；
（5）接触面积越大，化学反应速率越快，故铝粉代替铝片实验效率更高，原因是铝粉与盐酸接触面积更大，反应速率加快，
故答案为：铝粉与盐酸接触面积更大，反应速率加快；
（6）化学反应前后元素守恒，故可能含有杂质的化学式为HCl，H₂O，
故答案为：HCl，H₂O．

点评 本题是一道实验探究题，考查了温度，接触面积对化学反应速率的影响，以及浓度，反应速率的计算，题目难度中等．