题目内容

12．化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究．
【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？
【作出猜想】a、可能与金属本身的性质有关
b、可能与盐酸的浓度有关
【设计探究】实验所用金属均已用砂纸打磨．
实验（1）为探究猜想a，小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片，然后分别加入相同浓度和质量的稀盐酸，观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，发生反应的化学方程式有Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；．从实验现象可判断：金属活动性Zn＞Fe（填“＜”“=”“＞”）．
得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是金属活动性越强，反应的程度越剧烈．
实验（2）为探究猜想b，小组同学设计如图的装置进行实验，其中注射器的作用是量取生成气体的体积．所用药品，实验数据如表：
实验编号选用金属（均取2g）盐酸质量分数（均取50mL）每分钟产生氢气的体积/mL
1分钟1-2分钟2-3分钟3-4分钟4-5分钟前5分钟共收集气体
Ⅰ锌片15%2.916.911.09.27.648.5
Ⅱ锌片5%1.68.45.94.83.724.4
得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是盐酸浓度越大，反应程度越剧烈．
【反思评价】根据表一中实验Ⅱ数据分析，请描述锌与盐酸发生反应快慢的变化情况并解释原因锌与盐酸反应产生气体的速度先加快后变慢，因为锌与盐酸是放热反应，所以开始时温度升高，产生气体速度加快，随着反应的进程，盐酸不断被消耗，浓度降低，产生气体速度变慢
通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响固体的表面积．（写出一条即可）
【拓展延伸】很多金属不仅能与酸反应，也能与盐溶液反应，将铁棒放入硫酸铜溶液中，在铁棒上析出红色物质，过一段时间后，取出铁棒称量，发现质量比原来增加4g，则生成铜的质量为32g．

分析 【设计探究】金属与酸的反应为置换反应，符合A（单质）+BC=C（单质）+AB，故可以实现化学方程式；
根据题中的信息解答；
得出结论：根据金属的活动性顺序，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是活动性较强的金属与酸反应更剧烈；
实验（2）根据注射器的作用是量取生成气体的体积解答；
得出结论：根据表中信息解答；
【反思评价】根据表中信息解答；猜想是研究反应的剧烈程度与酸的浓度有关，其它条件不变，取用的是不同浓度的足量盐酸溶液．
【拓展延伸】发生反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，根据固体质量差计算参加反应Cu的质量．

解答 解：【设计探究】由题意知：反应物、生成物，根据质量守恒定律，正确书写化学方程式；如锌与盐酸反应：反应物为锌与盐酸，生成物为氯化锌与氢气，根据质量守恒定律，故正确书写化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；铁与盐酸反应的化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
放锌片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，金属活动性Zn＞Fe；
得出结论：金属活动性越强，反应的程度越剧烈；
实验（2）注射器的作用是量取产生气体的体积；
得出结论：根据表格提供的数据可以看出，盐酸浓度越大，反应程度越剧烈；
【反思评价】锌与盐酸反应产生气体的速度先加快后变慢，因为锌与盐酸是放热反应，所以开始时温度升高，产生气体速度加快，随着反应的进程，盐酸不断被消耗，浓度降低，产生气体速度变慢．
金属与盐酸反应的剧烈程度可能受固体的表面积、反应物的状态、催化剂的影响；
【拓展延伸】
设生成Cu的质量为x，则：
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 质量增加△m
56               64                  8
                  x                    4g
$\frac{64}{x}=\frac{8}{4g}$
m=32g
故答案为：
【设计探究】Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；＞；
得出结论：金属活动性越强，反应的程度越剧烈； 
实验（2）：量取生成气体的体积；
得出结论：盐酸浓度越大，反应程度越剧烈；
【反思评价】锌与盐酸反应产生气体的速度先加快后变慢，因为锌与盐酸是放热反应，所以开始时温度升高，产生气体速度加快，随着反应的进程，盐酸不断被消耗，浓度降低，产生气体速度变慢；
固体的表面积．
【拓展延伸】32g．

点评 本考点主要考查了影响金属与酸发生化学反应速率的因素的探究，还考查了在生产、生活及实验中应注意的问题．从酸的浓度、金属的活动性和金属的状态等不同的角度，设计实验，也考查了学生的实验设计能力．要认真分析，综合把握，问题就会迎刃而解．本考点主要出现在实验题中．

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【继续探究】小组的同学对过氧化钠能作为供氧剂也很感兴趣，大家讨论认为可能是CO2在常温下能与过氧化钠反应有关，于是设计如图所示的装置继续实验探究．
实验操作实验现象实验结论
①将CO2从a口处通入装置内，再把带火星的木条放在装置b口处木条复燃CO2在常温下能与过氧化钠反应，该反应的化学方程式为：
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