Question

1．化学兴趣小组对“锌与稀硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究．
【提出问题】锌与稀硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】①可能与稀硫酸的溶质质量分数有关； ②可能与锌的形状有关．
【设计并实验】兴趣小组用100mL不同质量分数的稀硫酸和5g不同形状的锌进行如下实验（时间为3分钟）．

编号	硫酸的质量分数 （均取20mL）	锌的形状 （均取1g）	氢气的体积（mL） （均收集3分钟）
1	20%	锌粒	31.7
2	20%	锌片	50.9
3	30%	锌粒	61.7
4	30%	锌片	79.9

（1）锌与硫酸反应的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）如图所示装置收集并测量氢气的体积，则正确的链接顺序是：氢气→e f g（填导管口序号）．
【收集证据】
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是①③或②④．
【得出结论】依据上表得出的结论是相同条件下，硫酸的质量分数越大，反应速率越快或锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快．
【反思评价】
（4）下表是兴趣小组第①组实验根据前6分钟记录详细数据（每分钟记录一次产生氢气的体积）．

时段 （均为1分钟）	第1分钟	第2分钟	第3分钟	第4分钟	第5分钟	第6分钟
H2的体积/mL	3.1	16.7	11.9	9.6	7.6	6.0

请解释锌与稀硫酸反应由快变慢的原因随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，所以反应速度由快变慢．
（5）锌与硫酸反应的快慢可能还会受温度因素影响，如果用实验验证该因素对反应快慢的影响，应该控制温度因素不同，而其他因素则相同．

Answer 1

分析 （1）根据锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气进行解答；
（2）为测定所收集氢气的体积，则需要采用液体等量代换的方式，因此可以选用右图这样的装置，短进长出，让里面的水等量流到量筒内，通过量筒内液体的体积判断收集的气体的体积；
（3）对比四个实验，利用控制变量法选择合适的对比组；
（3）通过不同质量分数的硫酸或不同形状的锌的产生氢气的快慢得出结论；
（4）根据表格的数据总结产生的氢气与时间的关系并分析原因；
（5）反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、有无催化剂等因素常影响化学反应速率，利用控制变量的思想设计一个因素对反应速率的影响．

解答 解：（1）锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）因为氢气不易溶于水，可以通过压强的变化利用排水法把水压入量筒内，根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积，故进气管是短管e，所以正确的链接顺序是：氢气→e→f→g；
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，其中的锌的状态保持不变，选择不同质量分数的硫酸，看产生氢气的快慢，因此可以选择①③（都是锌粒）或②④（都是锌片）；通过①③（都是锌粒，硫酸的质量分数不同），可以看出：硫酸的质量分数越大，反应速率越快；通过①②（锌粒和锌片与质量分数相同的硫酸反应）可以看出：锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快；
（4）从表格可以看出反应由慢到快然后逐渐减慢；因为随着反应的进行，反应放出热量，反应速度加快，但随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，反应速度又逐渐减慢；
（5）如设计温度对反应快慢的影响，具体的操作为：取质量相等的锌粒分别放入两只试管中，然后分别加入温度不同，体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间．（只要有控制变量的意识即可）；
故答案为：（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；（2）e f g；
（3）①③或②④；相同条件下，硫酸的质量分数越大，反应速率越快或锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快；
（4）随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，所以反应速度由快变慢．
（5）温度；温度．

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．