Question

5．小明学习完九年级化学后，对“金属与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究．
【提出问题】金属与硫酸反应快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a．可能与硫酸的浓度有关；b．可能与反应时的温度有关．
【设计并实验】小明用不同质量分数的硫酸和相同形状的锌进行如表实验．

实验编号	硫酸的质量分数 （均取20mL）	温度/℃	收集40mL气体所需时间/秒
①	5%	30	48
②	10%	20	41
③	5%	20	69
④	10%	30	32

【分析数据，得出结论】
（1）写出锌与硫酸反应的化学方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）通过实验①③相比，说明其它条件相同，温度越高，反应速率越快；通过实验②③或①④（写编号）说明反应物浓度对反应快慢有影响．
（3）如果硫酸质量分数为5%，温度为25℃，则收集40mL气体所需的时间范围为48s～69s．
【反思】
（1）小明在做以上四组反应时，发现一开始反应速率都很慢，原因是实验前没有除去锌表面的氧化膜．
（2）浓度相同，颗粒大小可能影响化学反应的速率，请设计实验方案进行验证在30℃时，向两支试管中分别加入5g锌粉、锌粒，再分别取20mL10%的稀盐酸，测定收集40mL气体所需的时间．
（3）影响金属与酸反应快慢的因素还有很多，请你再设计实验探究一种因素的影响．取两份相同浓度、相同体积的稀硫酸，在相同温度下，加入相同的片状的锌和铝，比较收集相同体积的氢气所需的时间．

Answer 1

分析 【分析数据，得出结论】
（1）根据稀硫酸与锌反应产生硫酸锌和氢气，写出反应的方程式进行分析；
（2）根据实验①③中盐酸的质量分数，温度不同，以及控制变量法进行分析；根据②③或①④中盐酸的质量分数不同，温度相同进行分析；
（3）根据实验①、③中盐酸的质量分数，以及反应的温度，分析盐酸质量分数为5%，温度为25℃，则收集40mL气体所需的时间；
【分析数据，得出结论】
（1）根据锌的化学性质活泼，易于氧气反应生成氧化锌进行分析；
（2）根据控制变量法的具体操作进行分析；
（3）根据金属的活动性，金属活动性越强反应越快解答；

解答 解：【分析数据，得出结论】
（1）稀硫酸与锌反应产生硫酸锌和氢气，反应的方程式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）实验①③中盐酸的质量分数，温度不同，所以说明其它条件相同，温度越高，反应速率越快；②③或①④中盐酸的质量分数不同，温度相同，
反应速率不同，说明说明反应物浓度对反应快慢有影响；
（3）实验①中盐酸的浓度是5%，温度是30℃，需要的时间是48s，实验③中盐酸的浓度是5%，温度是20℃，需要的时间是69s，所以盐酸质量分数为5%，温度为25℃，则收集40mL气体所需的时间范围为：48s～69s；
【反思】
（1）小明在做以上四组实验时，发现一开始反应速率都很慢，原因是：实验前没有除去锌表面的氧化膜；
（2）浓度相同，颗粒大小可能影响化学反应的速率，结合控制变量法可知，实验方案为：在30℃时，向两支试管中分别加入5g锌粉、锌粒，再分别取20mL10%的稀盐酸，测定收集40mL气体所需的时间．
（3）金属活动性影响金属与酸反应快慢；
取两份相同浓度、相同体积的稀硫酸，在相同温度下，加入相同的片状的锌和铝，比较收集相同体积的氢气所需的时间．
故答案为：
【分析数据，得出结论】
（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）其它条件相同，温度越高，反应速率越快；②③或①④；
（3）48s～69s；
【反思】
（1）实验前没有除去锌表面的氧化膜；
（2）在30℃时，向两支试管中分别加入5g锌粉、锌粒，再分别取20mL10%的稀盐酸，测定收集40mL气体所需的时间；
（3）取两份相同浓度、相同体积的稀硫酸，在相同温度下，加入相同的片状的锌和铝，比较收集相同体积的氢气所需的时间．

点评 本题以影响产生氢气的反应速率为实验探究的形式考查了反应物浓度、颗粒的大小、反应温度等因素对化学反应速率的影响，重点在于培养学生的实验探究能力，注意控制变量的运用．