Question

【題目】小明同學對“鋅與硫酸反應快慢的影響因素”進行了探究。

【提出問題】鋅與硫酸反應的快慢受哪些因素的影響呢？

【猜想與假設】

a.可能與硫酸的質量分數有關；

b.可能與鋅的形狀有關。

【查閱資料】

鋅的化學性質比較活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層“保護膜”，可阻止進一步氧化。該“保護膜”可以和酸反應，但不產生氫氣。

【設計并實驗】小兵用不同質量分數的硫酸和不同形狀的鋅進行如下實驗。

實驗編號	硫酸的質量分數（均取20mL）	鋅的形狀（均取1g）	氫氣的體積(mL)（均收集3分鐘）
①	20%	鋅粒	31.7
②	20%	鋅片	50.9
③	20%	鋅粒	61.7
④	30%	鋅片	79.9

（1）寫出稀硫酸與鋅反應的化學方程式______________________________。

（2）小兵用圖裝置收集并測量氫氣的體積，其中量筒的作用是_______________________，氫氣應從________（填e或f或g）管通入；

【收集證據】

（3）要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，應選擇的實驗編號是____________；

【得出結論】

（4）結論是_____________________________________________________；

【評價與反思】

（5）下表是小兵第①組實驗的詳細數據。

時段（均為1分鐘）	第1分鐘	第2分鐘	第3分鐘	第4分鐘	第5分鐘	第6分鐘
H2的體積	3.1mL	16.7mL	11. 9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

請描述鋅與硫酸反應的先慢后快最后又變慢的原因___________________________；

（6）你認為鋅與硫酸反應的快慢可能還受 因素影響？

（7）取某廠生產的生鐵樣品6g，與100g足量的稀硫酸充分反應后，稱得剩余物質的總質量為105.8g。

①生成氣體的質量為 克；

②該廠生產的生鐵樣品中鐵的質量分數是多少？（寫出具體的過程，結果精確到0.1%）

③該廠生產的生鐵是否合格？ （填“合格”或“不合格”）

Answer 1

【答案】（1）Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

（2）測量排出水的體積，即為氫氣的體積； f

（3）①③或②④

（4）硫酸越濃，反應越快；（鋅片比鋅粒反應快）（合理即可）

（5）開始慢因為有氧化膜覆蓋在鋅的表面，然后逐漸變快，隨著反應的進行硫酸的質量分數變小，反應速率又變慢。（合理即可）

（6）溫度

（7）①0.2克； 93.3% ；不合格

【解析】

試題分析：（1）稀硫酸與鋅反應產生硫酸鋅和氫氣，故反應的方程式為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

（2）因為氫氣不易溶于水，可以通過壓強的變化利用排水法把水壓入量筒內，根據進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積，故進氣管是短管f，故答案為：測量排出水的體積，即為氫氣的體積；f；

（3）因為要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，即硫酸的質量分數應為變量，其他量不變。所以應選擇硫酸質量分數不同，鋅狀態(tài)相同的兩組進行對比，因此可以選擇①③（都是鋅粒）或②④（都是鋅片）；

（4）通過①③（都是鋅粒，硫酸的質量分數不同），可以看出：硫酸的質量分數越大，反應速率越快；通過①②（鋅粒和鋅片與質量分數相同的硫酸反應）可以看出：鋅與硫酸的接觸面積越大，反應速率越快；

（5）開始慢因為有氧化膜覆蓋在鋅的表面，然后逐漸變快，隨著反應的進行硫酸的質量分數變小，反應速率又變慢；

(6)—般影響反應速度的因素有：反應物的顆粒大�。�狀態(tài))、反應物的濃度、溫度、是否有催化劑等；

（7）①根據質量守恒定律可知反應生成的氫氣質量=6g+100g-105.8g=0.2g；

②設生鐵中鐵的質量為x，則

Fe + H2SO4===FeSO4 + H2↑

56 2

x 0.2g

x=0.2g×56/2=5.6g Fe%=5.6g/6g×100%=93.3%

③生鐵樣品中鐵的質量分數是93.3% ，則含雜質的質量分數=1-93.3%=6.7%，大于生鐵含雜質3%的要求，故不合格。