题目内容
【题目】（12分）小明同学对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】
a.可能与硫酸的质量分数有关；
b.可能与锌的形状有关。
【查阅资料】
锌的化学性质比较活泼，在常温下的空气中，表面生成一层“保护膜”，可阻止进一步氧化。该“保护膜”可以和酸反应，但不产生氢气。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
实验编号 | 硫酸的质量分数（均取20mL） | 锌的形状（均取1g） | 氢气的体积(mL)（均收集3分钟） |
① | 20% | 锌粒 | 31.7 |
② | 20% | 锌片 | 50.9 |
③ | 20% | 锌粒 | 61.7 |
④ | 30% | 锌片 | 79.9 |
（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式______________________________。
（2）小兵用图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是_______________________，
氢气应从________（填e或f或g）管通入；
【收集证据】
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是____________；
【得出结论】
（4）结论是_____________________________________________________；
【评价与反思】
（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。
时段（均为1分钟） | 第1分钟 | 第2分钟 | 第3分钟 | 第4分钟 | 第5分钟 | 第6分钟 |
H2的体积 | 3.1mL | 16.7mL | 11. 9mL | 9.6mL | 7.6mL | 6.0mL |
请描述锌与硫酸反应的先慢后快最后又变慢的原因___________________________；
（6）你认为锌与硫酸反应的快慢可能还受 因素影响？
（7）取某厂生产的生铁样品6g，与100g足量的稀硫酸充分反应后，称得剩余物质的总质量为105.8g。
①生成气体的质量为 克；
②该厂生产的生铁样品中铁的质量分数是多少？（写出具体的过程，结果精确到0.1%）
③该厂生产的生铁是否合格？ （填“合格”或“不合格”）
【答案】（1）Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
（2）测量排出水的体积，即为氢气的体积 f
（3）①③或②④
（4）硫酸越浓，反应越快；（锌片比锌粒反应快）（合理即可）
（5）开始慢因为有氧化膜覆盖在锌的表面，然后逐渐变快，随着反应的进行硫酸的质量分数变小，反应速率又变慢。（合理即可）
（6）温度
（7）0.2克 93.3% 不合格
【解析】
试题分析：（1）锌与稀硫酸反应生成的是硫酸锌和氢气：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；
（2）图装置收集收集氢气的方法是采用的排水法收集，量筒的作用是量取排出水的体积，排出水的体积即为氢气的体积；水只能从e端排出，故氢气从f端通入；
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，要采用控制变量法来探究，即硫酸的质量分数不同但其他条件完全相同的实验进行对比，故选择①③或②④；
（4）通过对比实验可知硫酸越浓，反应越快；金属的颗粒越小，反应速率越快；
（5）根据材料，在常温下的空气中，锌的表面生成一层“保护膜”，开始慢因为有氧化膜覆盖在锌的表面，然后逐渐变快，随着反应的进行硫酸的质量分数变小，反应速率又变慢；
（6）锌与硫酸反应的快慢可能还受温度的影响，一般来说，我问的越高，反应速率越快；
（7）依据质量守恒定律化学反应前后物质的总质量不变，那么减少的质量即为生成的氢气的质量，
氢气的质量=6g+100g-105.8g=0.2g
利用化学方程式铁与氢气的质量比即可计算出生铁中铁的质量；
设铁的质量为x：
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
56 2
X 0.2g
56／x =2／0.2g
X=5.6g
生铁样品中铁的质量分数=5.6g／6g ×100%=93.3%
生铁中的含碳量在2%-4.3%，即含铁量要大于95.7%，故该厂生产的生铁不合格。
