Question

10．小丹同学在学习酸的性质时，从同一卷镁带中剪取相等的两根镁带，分别与室温下H⁺浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应．观察发现：镁带在稀盐酸中放出气泡的速率明显快于在稀硫酸中放出气泡的速率．
【查阅资料】
（1）金属与酸发生置换反应，其本质是金属单质与H⁺反应．
（2）生产H₂速率主要取决于：①金属的表面积　　②溶液中H⁺浓度　　③温度等条件．
（3）H⁺的浓度与1L溶液中H⁺数目成正比．
（4）溶液中除H⁺外的其它离子可能会影响反应速率．
【提出问题】
①小丹同学在进行上述实验时，控制了镁带与酸反应的哪几个条件？（回答两条即可）金属的表面积，溶液中H⁺浓度；
②上述反应中Cl^-、SO₄^2-如何影响反应速率？
【猜想假设】
Ⅰ、Cl^-促进了镁与酸的反应，SO₄^2-对反应无影响．
Ⅱ、SO₄^2-抑制了镁与酸的反应，Cl^-对反应无影响．
Ⅲ、硫酸根抑制了镁与酸的反应，氯离子加速了镁与酸的反应．
请回答问题①，完成猜想Ⅲ．
【实验探究】
为了证明猜想，小丹设计了如下实验：

实验编号	铝片长度	H+浓度相同的酸	反应片刻后添加少量试剂	产生气泡的速率	结论
A	2cm	5mL	Na2SO4固体	无明显变化	（结论A）
B	2cm	5mL	（试剂B）	明显变快	Cl-对反应有促进作用

试剂B是NaCl（化学式）固体．
【结论】
结论A为钠离子、硫酸根离子对反应无影响．
【反思】
将试剂B改用HCl气体，不能达到实验目的，其原因是通入HCl气体时，形成盐酸增加了氢离子的浓度，改变了实验的条件．

Answer 1

分析 通过文字叙述可以看出控制反应速度，就必须控制：①金属的表面积 ②溶液中H⁺浓度 ③温度等条件．
假设探究时可组合各种情况解决假设方案，实验A、B是分别对硫酸根与氯离子的作用进行对比实验，分别得到要求的结论．

解答 解：【提出问题】①通过题目内容可以看出控制反应速度提供了三种方式：：①金属的表面积 ②溶液中H⁺浓度 ③温度等条件．
故答案为：金属的表面积、溶液中H⁺浓度；
【猜想假设】、III．结合观察发现：镁带在稀盐酸中放出气泡的速率明显快于在稀硫酸中放出气泡的速率，以及由各种情况进行不同的组合，只能是硫酸根抑制了反应速度，氯离子加速了反应的进行可能是该猜想III．
故答案为：硫酸根抑制了镁与酸的反应，氯离子加速了镁与酸的反应；
【实验探究】、A．实验是验证硫酸根对反应的影响，通过现象可得结论B实验是验证氯离子的影响，故加入的物质应含有氯离子，但又不能引入新的离子，故只能是加入氯化钠，故填：NaCl；钠离子、硫酸根离子对反应无影响；
【反思】加氯化氢气体时使溶液中氢离子增加，改变了实验条件，不可取．
故答案为：通入HCl气体时，形成盐酸增加了氢离子的浓度，改变了实验的条件．

点评 此题是进行探究性设计的一道典型题，为学生认识探究过程提供了思路，对培养学生分析问题解决问题的能力有很大的帮助．