题目内容
【题目】某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在 100 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(1)在 0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min 各时间段中:反应速率最大的时间段是_______________; 在 0~5min 内,反应速率变化的原因是______________________________________________________________________________________
(2)在 2~3 min 时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为_______________
(3)为了减缓反应速率但不减少产生气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列液体:
A.蒸馏水 B.Na2SO4 溶液 C.NaOH 溶液 D.H2SO4 溶液 E.Na2CO3
你认为可行的是(填编号)_______________。
(4)为了加快锌和盐酸的反应,采用了如图的装置。
此装置中负极为_______________,写出正极的电极反应式______________;
若收集到标况下 2.24L 气体,转移了电子_______________________mol,溶解了Zn______________g.
【答案】2~3min 开始反应时速率逐渐增大,因为反应放热,一段时间后速率减小,因为盐酸浓度减小 0.1mol·L-1·min-1 AB Zn 2H++2e-=H2↑ 0.2 6.5
【解析】
(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min时间段中,产生气体的体积分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL,生成气体体积越大的时间段,反应速率越大;结合温度、浓度对反应速率的影响分析;
(2)计算出氢气的体积,根据2HCl~H2,计算消耗盐酸的物质的量,计算浓度的变化,根据v=计算反应速率;
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可降低H+浓度,但不能影响H+的物质的量;
(4)形成原电池,Zn是活泼金属,电极表面发生氧化反应。
(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min时间段中,产生气体的体积分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3min;在 0~5min 内,刚开始因为反应放热,温度升高,反应时速率逐渐增大,但一段时间后因为盐酸浓度减小,反应速率逐渐减小。
(2)在2~3min时间段内,n(H2)==0.005mol,根据2HCl~H2,计算消耗盐酸的物质的量为0.01mol,则υ(HCl)==0.1mol/(Lmin);
(3)A.加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,故A正确;
B.加入Na2SO4溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,故B正确;
C.加入NaOH 溶液,中和盐酸,H+浓度减小,反应速率减小且影响生成氢气的量,故C错误;
D.加入H2SO4 溶液,H+浓度改变,反应速率改变且影响产生氢气的量,故D错误;
E.加入Na2CO3溶液,消耗H+,H+浓度减小,反应速率减小且影响生成氢气的量,故E错误;
故答案为AB。
(4)形成原电池,装置中Zn比Cu活泼,Zn为负极,正极上H+得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑;标况下2.24L氢气的物质的量为0.1mol,则转移电子0.2mol,溶解了Zn的质量为65g/mol×=6.5g。