题目内容
【题目】(Ⅰ)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL/SPT) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(1)上述时间段中(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大的是
_____________min,其主要原因是_____________。
(2)求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率__________________ 。
(3)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是(填编号) __________ 。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.CuSO4溶液
(Ⅱ)某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了—套实验方案,并记录了有关实验现象如下表(表中的“实验方案”与“实验现象”前后不—定是对应关系)
实验方案 | 实验现象 |
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应,再向反应液中滴加酚酞 | A.浮于水面,熔成小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变成红色。 |
②钠与滴有酚酞试液的冷水反应 | B.有气体产生,产生的气体可在空气中燃烧,溶液变成浅红色。 |
③镁带与2mol/L盐酸反应 | C.反应不十分剧烈,产生的气体可以在空气中燃烧。 |
④铝条与2mol/L盐酸反应 | D.生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失。 |
⑤向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量 | E.剧烈反应,产生的气体可以在空气中燃烧。 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告
(1)实验目的:_________________。
(2)实验用品:仪器:①砂纸,②试管,③胶头滴管,④酒精灯,⑤试管夹、试管架,⑥滤纸,⑦镊子,⑧小刀,⑨玻璃片,⑩锥形瓶(100mL)等;
药品:钠、镁条、铝条、2mol/L,的盐酸、AlCl3溶液、氢氧化钠溶液等。
(3)填写与实验方案相对应的实验现象(从上表“实验现象”中选择),并完成有关离子方程式
实验方案 | 实验现象(填写字母代号) | 有关离子方程式 |
① | _________ | Mg+2H2O(热水)==Mg(OH)2+H2↑ |
② | _________ | _____________________ |
③ | _________ | Mg+2H+==Mg2++H2↑ |
④ | _________ | ___________________ |
⑤ | _________ | Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ |
___________________ |
(4)实验结论:_____________________
(5)该同学在本实验④中用去m克纯固体,反应完毕后无固体剩余,共收集到VL气体(SPT)下,该同学欲求此固体的原子量的表达式为________(用含m和V的式子表示)。
【答案】 2~3 min 随着反应进行,放热,温度升高,反应速率加快。 0.1 mol/(Lmin) A、B 验证第三周期金属元素的金属性的递变规律 ①B ②A 2Na+H2O═2Na-+2OH-+H2↑ ③E ④C 2Al+6H+═2Al3++3H2↑ ⑤D Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O 同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,金属性:Na>Mg>Al
【解析】(Ⅰ)(1)从表中数据看出2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,主要的原因是金属与酸的反应属于放热反应,随着反应进行,温度升高,反应速率加快,故答案为:2~3 min;随着反应进行,温度升高,反应速率加快;
(2)在2~3min时间段内,生成标况下氢气的体积为:232mL-120mL=112mL,n(H2)=0.005mol,由2HCl~H2可知:消耗盐酸的物质的量为0.01mol,则υ(HCl)= =0.1mol/(Lmin),故答案为:0.1mol/(Lmin);
(3)改变化学反应速率的方法有:改变溶液的浓度、改变溶液的温度、改变固体的表面积等。A.加蒸馏水,溶液的体积增大,浓度降低,反应速率减小,但生成的气体的量不变,故A正确;B.加NaCl溶液,溶液的体积增大,浓度降低,反应速率减小,但生成的气体的量不变,故B正确;C.Na2CO3溶液使得盐酸的浓度减小,反应速率减慢,盐酸的量减少,产生氢气的量减少,故C错误;D.加CuSO4溶液,能形成铜锌原电池,加快反应速率,故D错误;故答案为:AB
(Ⅱ)(1)根据题意“某同学做同周期元素性质递变规律实验时”以及所做实验可以判断,本实验的实验目的是:验证第三周期金属元素的金属性的递变规律,故答案为:验证第三周期金属元素的金属性的递变规律;
(3)①用砂纸擦后的镁带与沸水反应,再向反应液中滴加酚酞,其现象应是:有气体产生,产生的气体可在空气中燃烧,溶液变成浅红色,即B.②钠与滴有酚酞试液的冷水反应,反应方程式是2Na+H2O═2NaOH+H2↑,其离子方程式是2Na+H2O═2Na-+2OH-+H2↑,其现象应该是:浮于水面,熔成小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变成红色,即A.③镁带与2mol/L的盐酸反应,其现象应是:剧烈反应,产生的气体可以在空气中燃烧,即E.值得注意的是镁比铝活泼,因此与盐酸反应,镁比铝剧烈.④铝条与2mol/L的盐酸反应,其化学方程式是2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑,即离子方程式是2Al+6H+═2Al3++3H2↑,其现象是:反应不十分剧烈,产生的气体可以在空气中燃烧,即C.⑤向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量,其现象:生成氢氧化铝白色胶状沉淀,继而在氢氧化钠过量时氢氧化铝与氢氧化钠反应使沉淀消失,即D.本实验发生反应的离子方程式是:Al3++3OH-═Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O.故答案为:①B;②A;2Na+H2O═2Na-+2OH-+H2↑;③E;④C;2Al+6H+═2Al3++3H2↑;⑤D; Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O;
(4)根据实验①②,说明与水反应时钠比镁剧烈,即钠的金属性比镁强.根据③④,说明与同浓度的盐酸反应,铝比镁剧烈,即铝的金属性比镁强.⑤说明氢氧化铝既能与酸反应,又能与碱反应,即氢氧化铝既有酸性又有碱性,因此铝既有金属性又有非金属性.由以上分析第三周期,金属元素的金属性由强到弱的顺序是:Na>Mg>Al,即同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱.故答案为;同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,金属性:Na>Mg>Al;
(5) 设铝的原子量为M。
2Al+6H+═2Al3++3H2↑
2Mg 3×22.4L
mg VL
=
,解得:M=
,故答案为:
。
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