Question

學習完金屬的化學性質(zhì)之后，同學們進入實驗室進行“金屬與酸的反應”實驗，細心的小兵發(fā)現(xiàn)不同小組鋅與稀硫酸反應的快慢不一，小兵對“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(zhì)量分數(shù)有關；b可能與鋅的純度有關．
【設計并實驗】小兵用不同質(zhì)量分數(shù)的硫酸和不同純度的鋅進行如下實驗，反應過程中，用前9min內(nèi)收集的氫氣體積比較反應的快慢．控制其他條件相同，進行如表所示四組實驗，獲得數(shù)據(jù)如表．

實驗 編號	試劑		前9min內(nèi)產(chǎn)生的氫氣體積（mL）
	不同純度的鋅	不同體積和質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸
a	純鋅	30mL30%	564.3
b	含雜質(zhì)的鋅	30mL30%	634.7
c	純鋅	30mL20%	449.3
d	純鋅	40mL30%	602.8

（1）寫出稀硫酸與鋅反應的化學方程式

 

．
（2）小兵用如圖所示裝置用排水法收集并測定氣體的體積，氣體從導管口

 

（填d或f）進；選用量筒測量排出水的體積，收集并測量氫氣的體積．

【收集證據(jù)】
（3）要比較鋅的純度對反應快慢的影響，應選擇的實驗編號是

 

．
【得出結(jié)論】
（4）結(jié)論：①純鋅與酸的反應速率比含雜質(zhì)的鋅與酸的反應速率更

 

．
          ②酸的質(zhì)量分數(shù)越大，反應速率越

 

．
【評價與反思】
（5）如表是小兵第①組實驗的詳細數(shù)據(jù)．

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	33.1mL	116.7mL	91.9mL	89.6mL	77.6mL	56.0mL

請描述鋅與硫酸反應的快慢的變化并解釋原因

 

．

Answer 1

考點：影響化學反應速率的因素探究,金屬的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）稀硫酸與鋅反應產(chǎn)生硫酸鋅和氫氣，寫出反應的方程式；
（2）為測定所收集氫氣的體積，則需要采用液體等量代換的方式，因此可以選用右圖這樣的裝置，短進長出，讓里面的水等量流到量筒內(nèi)，通過量筒內(nèi)液體的體積判斷收集的氣體的體積；
（3）對比四個實驗，利用控制變量法選擇合適的對比組；
（4）通過不同質(zhì)量分數(shù)的硫酸或不同純度的鋅的產(chǎn)生氫氣的快慢得出結(jié)論；
（5）根據(jù)表格的數(shù)據(jù)總結(jié)產(chǎn)生的氫氣與時間的關系，結(jié)合探究結(jié)論分析原因．

解答：解：（1）稀硫酸與鋅反應產(chǎn)生硫酸鋅和氫氣，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(nèi)，根據(jù)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；
（3）要比較鋅的純度對反應快慢的影響，其中硫酸的質(zhì)量分數(shù)及體積要控制相同，選擇不同純度的鋅看產(chǎn)生氫氣的快慢，因此可以選擇ab；
（4）①通過ab（純鋅和含雜質(zhì)的鋅與體積、質(zhì)量分數(shù)相同的硫酸反應）可以看出：純鋅與硫酸反應速率越快；
②通過ac（都是純鋅，硫酸的質(zhì)量分數(shù)不同），可以看出：硫酸的質(zhì)量分數(shù)越大，反應速率越快；
（5）從表格可以看出反應由慢到快然后逐漸減慢；因為隨著反應的進行，反應放出熱量，反應速度加快，但隨著硫酸被消耗，硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變小，反應速度又逐漸減慢；
故答案為：（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；（2）f；（3）ab；（4）快；快；
（5）由慢到快然后逐漸減慢；因為隨著反應的進行，反應放出熱量，反應速度加快，但隨著硫酸被消耗，硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變小，反應速度又逐漸減慢．

點評：本題以影響產(chǎn)生氫氣的反應速率為實驗探究的形式考查了反應物濃度、純度等因素對化學反應速率的影響，重點在于培養(yǎng)學生的實驗探究能力，注意控制變量的運用．