Question

2．金属在日常生活、工农业生产和科学研究方面应用广泛．
（1）某实验小组为了探究锌与硫酸反应快慢的影响因素，进行了如下实验．

实验编号	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用图1装置收集并测量氢气的体积，其中量筒作用是根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积，氢气应从f（填e或f或g）管通入．
②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．
③下表是小兵第①组实验的详细数据．

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	3.1mL	16.7mL	11.9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

请描述锌与硫酸反应的快慢的变化由慢到快然后逐渐减慢．
解释原因反应开始放出热量，温度升高，反应由慢到快，随着反应的进行，硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小反应减慢．
（2）保险粉（化学式 Na₂S₂O₄）在工农业生产中有广泛的用途，Na₂S₂O₄在碱性溶液中稳定，在中性和酸性溶液中极不稳定；在 NaCl 存在下，Na₂S₂O₄在水中溶解度显著下降．Na₂S₂O₄制备流程如图2：

①已知反应Ⅰ的原理为：Zn+2SO₂═ZnS₂O₄，反应Ⅱ为复分解反应，反应Ⅱ的化学方程式为2NaOH+ZnS₂O₄═Zn（OH）₂↓+Na₂S₂O₄．
②操作a的名称为过滤．
③滤液中含有 Na₂S₂O₄，为使 Na₂S₂O₄结晶析出还需要加入少量 NaOH 的原因是Na₂S₂O₄在碱性溶液中稳定，加入NaCl的原因是降低 Na₂S₂O₄在水中的溶解度．
④198gZn（OH）₂理论上能得到Zn的质量为130g．

Answer 1

分析 （1）①根据进入量筒中水的体积，等于生成氢气的体积以及氢气的密度小于水的密度进行解答；
②根据比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，需要控制硫酸的浓度不同进行解答；
③根据实验现象进行解答；
（2）①根据复分解反应的含义进行解答；
②根据过滤可用于固体物质的分离进行解答；
③根据Na₂S₂O₄在碱性溶液中稳定以及加入NaCl的原因是降低 Na₂S₂O₄在水中的溶解度进行解答；
④根据元素守恒进行解答．

解答 解：（1）①根据进入量筒中水的体积，等于生成氢气的体积，氢气的密度小于水的密度，所以氢气应从f管通入；
②根据比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，需要控制硫酸的浓度不同，所以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；
③根据实验现象可知，锌与硫酸反应的快慢的变化由慢到快然后逐渐减慢，原因：反应开始放出热量，温度升高，反应由慢到快，随着反应的进行，硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小反应减慢；
（2）①根据复分解反应的含义可知，反应Ⅱ的化学方程式为2NaOH+ZnS₂O₄═Zn（OH）₂↓+Na₂S₂O₄；
②过滤可用于固体物质的分离，所以操作a的名称为过滤；
③Na₂S₂O₄在碱性溶液中稳定，所以为使 Na₂S₂O₄结晶析出还需要加入少量 NaOH；加入NaCl的原因是降低 Na₂S₂O₄在水中的溶解度，所以加入NaCl；
④根据元素守恒可知，198gZn（OH）₂理论上能得到Zn的质量=$\frac{65}{65+（16+1）×2}×100%$=130g．
故答案为：（1）①根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积；f；②①③或②④；
③由慢到快然后逐渐减慢；反应开始放出热量，温度升高，反应由慢到快，随着反应的进行，硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小反应减慢；
（2）①2NaOH+ZnS₂O₄═Zn（OH）₂↓+Na₂S₂O₄； ②过滤；③Na₂S₂O₄在碱性溶液中稳定；降低 Na₂S₂O₄在水中的溶解度； ④130g．

点评 本题考查的是实验速率的实验探究，完成此题，可以依据已有的知识进行．