Question

把放在空气中一段时间的5.0 g铝片投入盛有500 mL 0.5 mol·L^-1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可用如图的坐标曲线来表示，回答下列问题：

(1)曲线OA段不产生氢气的原因是　                                    ，

有关的离子方程式是　                                               。

(2)曲线AB段产生氢气的速率较慢的原因是　                           。

(3)曲线BC段产生氢气的速率较快的主要原因                           

　                                                                 。

(4)曲线到C以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是               

　                                                                 。

Answer 1

(1)在空气中放置一段时间的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先与氧化铝反应，不会产生氢气。

(2)开始时，由于溶液温度低，且只有部分硫酸溶液与铝片反应，因此AB段反应速率较慢。

(3)由于Al与H⁺的反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度升高，反应速率加快。

(4)一段时间后，由于c(H⁺)大大减小，成为影响反应速率的主要因素，因而反应速率又逐渐下降。

答案：(1)铝片表面有Al₂O₃，硫酸首先与表面的Al₂O₃反应

Al₂O₃+6H⁺====2Al³⁺+3H₂O

(2)只有部分硫酸与铝片作用且溶液温度低

(3)反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率

(4)随着反应的进行，硫酸溶液的浓度下降