Question

把在空氣中久置的鋁片5.0g投入盛有500mL 0.5mol·L-1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間可用如右的坐標曲線來表示，回答下列問題：

小題1:曲線由0→a段不產生氫氣的原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
有關的離子方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
小題2:曲線由a→b段產生氫氣的速率較慢的原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
小題3:曲線由b→c段，產生氫氣的速率增加較快的主要原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
小題4:曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

Answer 1

小題1:鋁片表面有氧化鋁，硫酸首先與表面的氧化鋁反應；
Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O；
小題2:開始時，硫酸與鋁片只有部分作用，溶液溫度低；
小題3:反應放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應速率；
小題4:隨著反應的進行，硫酸溶液濃度下降。

小題1:鋁屬于活潑的金屬，其表面被氧化生成了一層致密的氧化鋁，所以投入到硫酸中，硫酸首先與表面的氧化鋁反應，然后再和單質鋁反應生成氫氣，反應式為Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O。
小題2:由于開始反應時溶液的溫度比較低，反應速率就慢。
小題3:因為鋁和硫酸反應屬于放熱反應，隨著反應的進行，溶液的溫度逐漸升高，所以反應速率逐漸加快。
小題4:當反應進行到一定程度時硫酸的濃度降低，即此時濃度的影響超過了溫度對反應速率的影響，所以反應速率要逐漸降低。