Question

【题目】某化学兴趣小组进行以下实验探究：

Ⅰ. 设计实验探究反应速率的测定和比较

实验步骤：

(1)取一套装置（装置如图所示），加入40 mL 1 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。

(2)取另一套装置，加入40 mL 4 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。

实验现象： 锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体，（2）所用时间比（1）所用时间________（填“长”或“短”）；

实验结论： 4 mol·L－1硫酸与锌反应比1 mol·L－1硫酸与锌反应速率______（填“大”或“小”）。

注意事项：① 锌粒的颗粒（即表面积）大小________________；

② 40 mL的硫酸要迅速加入；

③ 装置____________________，且计时要迅速准确；

④ 气体收集可以用排水量气装置代替。

实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有（任写一种）

________________________________________________________________。

Ⅱ. 探究用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。

请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验编号	T(K)	大理石规格	HNO3浓度 (mol·L－1)	实验目的
①	298	粗颗粒	2.00	（1）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响 （2）实验①和_____探究温度对该反应速率的影响 （3）实验①和_____探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②	_____	________	_________
③	_____	粗颗粒	_________
④	______	______	________

Answer 1

【答案】短大基本相同气密性良好测定单位时间内产生H2的体积；（测定一段时间内H＋的浓度变化；测定一定时间内锌粒质量变化）(任意一条即可)298粗颗粒1.003082.00298细颗粒2.00③④

【解析】

Ⅰ.(2) 稀硫酸和Zn可发生置换反应产生氢气，而气体产生在溶液中会以气泡的形式散发出来，故有气泡产生；反应物浓度越大，反应速率越快，所用时间就越短，即4mol·L-1的硫酸与锌反应速率较快，故（2）所用时间比（1）短 ；实验结论：4 mol·L－1硫酸与锌反应比1 mol·L－1硫酸与锌反应速率大；注意事项：① 固体表面积影响反应速率，锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同； ② 40 mL的硫酸要迅速加入；③ 检查装置气密性，装置不漏气，且计时要迅速准确；④ 气体收集可以用排水量气装置代替。实验讨论：测定实验的一些变量之间关系时一般可采用控制变量法，如控制时间相同，测定单位时间内产生氢气的体积；或测定一段时间内氢离子浓度变化；或测定一段时间内锌粒的质量变化；综上所述，本题答案是：短，大，基本相同，气密性良好；测定单位时间内产生H2的体积；（测定一段时间内H＋的浓度变化；测定一定时间内锌粒质量变化）(任意一条即可)。

Ⅱ. 本实验是由实验①做对比实验探究影响反应速率的因素，所以在设计分组实验时，要设计出分别只有浓度、温度和接触面积不同时反应速率的变化，从而找出不同外界因素对反应速率的影响；

由于实验①②的温度、大理石规格相同，实验①和实验②探究的是HNO3浓度对该反应速率的影响，所以温度为298 K，大理石为粗颗粒，HNO3浓度为1.00 mol·L－1；

实验①③中只有温度不同，实验①和实验③就可以探究温度对该反应速率的影响，故实验③的温度选择308K；硝酸选2.00 mol·L－1；

实验①④中只有大理石规格不同，实验①和实验④可以探究接触面积对该反应速率的影响，故实验④选择细颗粒的大理石，温度为298，硝酸选2.00 mol·L－1；

综上所述，本题答案是：298 ，粗颗粒， 1.00， 308 ， 2.00 ， 298 ， 细颗粒， 2.00，③，④。