题目内容
某兴趣小组进行“活泼金属与酸反应”的实验，将5.4g的铝片投入500mL 0.5mol?L-1的硫酸溶液中，右图为反应产生氢气速率与反应时间的关系图．（1）关于图象的描述不正确的是
①o→a段不产生产生H2是室温过低，反应难以发生．
②b→c段产生H2较快可能是反应放热，温度升高，加快了反应
③c以后，产生H2速率逐渐下降原因可能是铝片趋于消耗完全
（2）在b到c这段时间内，收集到氢气V L（标准状况），则这段时间内用硫酸表示的平均速率为
（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，可能的原因是
（4）要加快铝与硫酸溶液制H2的反应速率，小组成员提出一系列方案，合理的有
①加入2mol?L-1硝酸 ②加入少量CuSO4溶液 ③将铝片换成铝粉 ④增加硫酸的浓度至18mol/L ⑤加CH3COONa固体 ⑥加入少量Na2SO4溶液
（5）催化剂会影响反应速率，请根据①反应写出FeCl3催化H2O2分解的另一反应原理（用离子方程式）①2Fe3++H2O2═2Fe2++2H++O2↑；②
考点：探究影响化学反应速率的因素
专题：实验设计题
分析：（1）5.4gAl为0.2mol，500mL 0.5mol?L-1的硫酸溶液中含硫酸0.25mol，Al过量，能够将硫酸反应完全，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，后来，氢离子浓度减小，则反应速率减小，以此来解答；
（2）首先据氢气的物质的量求算出反应掉硫酸的物质的量，再据溶液体积求算浓度变化，利用v=
计算；
（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，只能是氯离子起了催化作用；
（4）影响该化学反应速率的因素只可能是温度、浓度、接触面积和催化剂，据此分析；
（5）总反应为2H2O2═2H2O+O2↑，第一步反应为2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+，以此分析第二步反应．
（2）首先据氢气的物质的量求算出反应掉硫酸的物质的量，再据溶液体积求算浓度变化，利用v=
| △c |
| △t |
（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，只能是氯离子起了催化作用；
（4）影响该化学反应速率的因素只可能是温度、浓度、接触面积和催化剂，据此分析；
（5）总反应为2H2O2═2H2O+O2↑，第一步反应为2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+，以此分析第二步反应．
解答：
解：（1）5.4gAl为0.2mol，500mL 0.5mol?L-1的硫酸溶液中含硫酸0.25mol，Al过量，能够将硫酸反应完全，
①曲线由0→a段不产生氢气是因表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，离子反应为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故①错误；
②曲线由b→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：①③；
（2）n（H2）=
mol，则△n（H2SO4）=
mol，v（H2SO4）=
=
mol/（L?s），
故答案为：
；
（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，只能是氯离子起了催化作用，
故答案为：氯离子对该反应有催化作用；
（4）①铝与硝酸反应不生成氢气，故①错误；
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将铝片换成铝粉，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CH3COONa固体能够生成醋酸，降低氢离子浓度，反应速率减慢，故⑤错误；
⑥加入少量Na2SO4溶液相当于加水稀释硫酸，反应速率减慢，故⑥错误；
故答案为：②③；
（5）总反应为2H2O2═2H2O+O2↑，第一步反应为2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+，则总反应减去第一步反应为第二步反应2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
①曲线由0→a段不产生氢气是因表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，离子反应为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故①错误；
②曲线由b→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：①③；
（2）n（H2）=
| V |
| 22.4 |
| V |
| 22.4 |
| ||||
| (c-b)s |
| V |
| 11.2(c-b) |
故答案为：
| V |
| 11.2(c-b) |
（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，只能是氯离子起了催化作用，
故答案为：氯离子对该反应有催化作用；
（4）①铝与硝酸反应不生成氢气，故①错误；
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将铝片换成铝粉，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CH3COONa固体能够生成醋酸，降低氢离子浓度，反应速率减慢，故⑤错误；
⑥加入少量Na2SO4溶液相当于加水稀释硫酸，反应速率减慢，故⑥错误；
故答案为：②③；
（5）总反应为2H2O2═2H2O+O2↑，第一步反应为2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+，则总反应减去第一步反应为第二步反应2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
点评：本题考查了影响化学反应速率的因素、化学反应速率的求算、离子方程式书写，题目难度中等．
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|
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