Question

請你協(xié)助化學(xué)興趣小組的同學(xué)完成如下實驗，并回答相關(guān)問題。實驗?zāi)康模罕容^等體積0.5 mol·L^－1硫酸、1 mol·L^－1鹽酸、1 mol·L^－1醋酸分別與金屬反應(yīng)生成氫氣的速率和體積。
（1）實驗原理：(用離子方程式表示)________________。
（2）實驗用品：儀器(略)、藥品(除給定的三種酸溶液外，在Na、Mg、Fe三種金屬中選擇最合適的一種，并說明理由)。選擇的金屬是__________，不選其他兩種金屬的理由是__________________。
實驗步驟：甲同學(xué)設(shè)計的實驗裝置： 

乙同學(xué)認為該裝置不能控制三個反應(yīng)在同一時間發(fā)生，并作了相應(yīng)的改進。
（3）你認為乙同學(xué)改進的措施是__________________。
（4）按改進后的裝置進行實驗，觀察現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。實驗現(xiàn)象及結(jié)論：________________________________________________________________________。
（5）反應(yīng)開始時的速率：v(H₂SO₄)__________v(HCl)__________v(HAc)(用“＝”“<”或“>”填空，下同)，反應(yīng)進行一段時間后的速率：v(H₂SO₄)<(HCl)__________v(HAc)；
（6）最終得到的氫氣體積：V(H₂/H₂SO₄)__________V(H₂/HCl)__________V(H₂/HAc)。問題討論：
（7）量筒的規(guī)格由__________________決定。
（8）對結(jié)論“（6）”“（7）”中鹽酸和醋酸的異同，你的解釋是__________________。
（9）根據(jù)現(xiàn)有知識，上述實驗中硫酸和鹽酸分別與金屬反應(yīng)的速率應(yīng)始終都相等，但反應(yīng)一段時間后有v(H₂SO₄)<v(HCl)。對此現(xiàn)象，你猜想可能的原因是__________________。大學(xué)無機化學(xué)對此問題將有科學(xué)的解釋。

Answer 1

（1）2H⁺＋Mg＝H₂↑＋Mg²⁺，2CH₃COOH＋Mg＝H₂↑＋Mg²⁺＋2CH₃COO^－
（2）Mg；Na太活潑，能和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，影響實驗結(jié)論，F(xiàn)e與酸反應(yīng)的速率較慢，實驗時間較長
（3）同時用分液漏斗分別向燒瓶中加入酸液
（4）實驗現(xiàn)象：反應(yīng)開始時醋酸反應(yīng)速率小于鹽酸和硫酸反應(yīng)速率。當反應(yīng)進行到一定程度后，醋酸的反應(yīng)速率大于鹽酸和硫酸。結(jié)論：最終得到的氫氣體積相等
（5）＝；>；<　
（6）＝；＝
（7）酸液的體積
（8）醋酸中存在電離平衡，反應(yīng)開始時c(H⁺)小于鹽酸，故反應(yīng)速率也小于鹽酸。當反應(yīng)進行到一定程度后，醋酸的電離平衡不斷向右移動，使得c(H⁺)大于鹽酸，故反應(yīng)速率大于鹽酸。由于醋酸、鹽酸最終提供的H⁺的物質(zhì)的量相等，故最后得到H₂體積相等
（9）H⁺的存在抑制HSO₄^-的電離(或：SO₄^-抑制H⁺與Mg的反應(yīng)或Cl^-促進H⁺與Mg的反應(yīng))