Question

6．小民同学在练习“金属的化学性质”实验操作时，发现几支试管中气泡有快有慢，于是他与小芳同学一起合作进行如下探究．
【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响呢？
【猜想与假设】
A．可能与酸的浓度有关；
B．可能与金属的种类有关；
C．可能与金属的形状有关．
【设计并实验】小明和小芳进行如下实验．

实验编号	盐酸的浓度 （均取20mL）	金属 （均取2g）	金属的形状	收集50mL氢气所需要时间/s
①	10%	镁	粉状	60
②	10%	铁	片状	120
③	10%	镁	片状	102
④	20%	铁	片状	110

（1）实验时需将镁片和铁片进行打磨，其目的是除去金属表面的氧化物．
（2）写出铁与稀盐酸反应的化学方程式：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
【收集证据】
（3）要比较不同金属的种类对反应快慢的影响，应选择的实验编号是②③．
【得出结论】
（4）实验①中试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应是放热反应．实验测得该反应中产生气体的速率（V）与时间（t）的关系如图所示，你认为在t₂～t₃时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因由于镁与盐酸反应消耗了盐酸，盐酸的浓度变小，因此反应速率逐渐减慢．
【实验反思】本实验采用的定量比较气体产生速率的方法是收集相同体积的气体需要的时间．

Answer 1

分析 （1）依据镁、铁等金属的化学性质较活泼易形成氧化物进行分析；
（2）依据铁与盐酸反应会生成氢气及氯化亚铁书写方程式；
（3）对比四个实验，利用控制变量法选择合适的对比组；
（4）根据坐标的数据总结反应速率与时间的关系并从影响的因素分析原因；
【实验反思】根据本实验采用的定量比较气体产生速率的方法是收集相同体积的气体需要的时间进行解答．

解答 解：（1）镁和铁等金属的化学性质较活泼易在其表面形成氧化镁、氧化铁等，打磨后除去金属表面的氧化物有利于反应的进行；
（2）铁与盐酸反应会生成氢气及氯化亚铁，其方程式为：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）要比较不同金属的种类对反应快慢的影响，就要选择不同的金属，但其它的因素都一样，因此选择的对比组是②③；
（4）从坐标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，盐酸逐渐被消耗，盐酸的溶质质量分数变小；
【实验反思】本实验采用的定量比较气体产生速率的方法是收集相同体积的气体需要的时间．
故答案为：（1）除去金属表面的氧化物；（2）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；（3）②③；（4）由于镁与盐酸反应消耗了盐酸，盐酸的浓度变小，因此反应速率逐渐减慢；
【实验反思】收集相同体积的气体需要的时间．

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、金属的种类及形状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．