题目内容
红旗中学化学实验兴趣小组，对实验室制取氢气的反应原理进行了如下探究，请回答下列问题：
【知识回顾】能产生氢气的化学反应有：①电解水 ②较活泼金属与酸反应
【讨论交流】你认为哪个反应 不适用于实验室制取氢气，原因是 ，该反应的化学方程式为 ，
【猜想与假设】假设化学实验兴趣选择②较活泼金属与酸反应来制取氢气．为了探究哪种金属与酸反应更适合用于实验室制取氢气，他们选取了下列实验用品：
药品：镁片、铁片、锌片、稀硫酸；
仪器：试管
要得出科学、合理的实验结论，你认为需要控制的变量是：
① ；② ．
【实验探究】（1）请你利用上述实验用品，设计实验方案，你的实验方案是： ．
（2）将实验可能观察到的现象，得出的实验结论和化学方程式填入表中．
通过上述实验得出，最适合实验室制取氢气的药品是 ．
【知识拓展】（1）确定实验室制取气体的反应原理时，需要考虑诸多因素，如反应的快慢，收集的难易、 等．
（2）如果用稀盐酸制取氢气时，制得的气体中可能会增加的杂质是 ．
【知识回顾】能产生氢气的化学反应有：①电解水 ②较活泼金属与酸反应
【讨论交流】你认为哪个反应
【猜想与假设】假设化学实验兴趣选择②较活泼金属与酸反应来制取氢气．为了探究哪种金属与酸反应更适合用于实验室制取氢气，他们选取了下列实验用品：
药品：镁片、铁片、锌片、稀硫酸；
仪器：试管
要得出科学、合理的实验结论，你认为需要控制的变量是：
①
【实验探究】（1）请你利用上述实验用品，设计实验方案，你的实验方案是：
（2）将实验可能观察到的现象，得出的实验结论和化学方程式填入表中．
| 实验操作 | 可能观察到的现象 | 实验结论和化学方程式 |
| ①镁片+稀硫酸 | ||
| ②铁片+稀硫酸 | ||
| ③锌片+稀硫酸 |
【知识拓展】（1）确定实验室制取气体的反应原理时，需要考虑诸多因素，如反应的快慢，收集的难易、
（2）如果用稀盐酸制取氢气时，制得的气体中可能会增加的杂质是
考点：制取气体的反应原理的探究,氢气的制取和检验,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化
分析：【讨论交流】水在通电的条件下分解为氢气和氧气；
【分析与结论】金属与酸发生的置换反应要放出热量；通过比较分析出锌与酸反应的速率快慢适中，适合在实验室中制取氢气；
【知识拓展】在确定实验反应原理时：要从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行；
盐酸具有挥发性．
【分析与结论】金属与酸发生的置换反应要放出热量；通过比较分析出锌与酸反应的速率快慢适中，适合在实验室中制取氢气；
【知识拓展】在确定实验反应原理时：要从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行；
盐酸具有挥发性．
解答：解：【讨论交流】①电解水不适用于实验室制取氢气，原因是耗能，且装置麻烦，水在通电的条件下分解为氢气和氧气，化学方程式为：2H2O
2H2↑+O2↑；
【猜想与假设】要得出科学、合理的实验结论，你认为需要控制的变量是：
①金属的质量；②金属片大小相同．
【实验探究】（1）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；故实验方案是：锌片与稀硫酸反应．
【分析与结论】镁与稀硫酸反应速率较快，放出热量，感觉试管外壁发烫，锌与稀硫酸反应产生气泡的速率较快，便于在实验室中制取氢气；锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；故填：
锌片与稀硫酸反应
【知识拓展】（1）在确定实验反应原理时：要从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行，故填：反应条件（或成本、气体纯度）（其他合理答案均可）；
（2）盐酸具有挥发性，如果用稀盐酸代替稀硫酸制取氢气时，反应发热，会导致制取的氢气中混有氯化氢气体．故填：氯化氢．
故答案为：
【讨论交流】①电解水，耗能，且装置麻烦，2H2O
2H2↑+O2↑，
【猜想与假设】①金属的质量；②金属片大小相同．
【实验探究】（1）锌片与稀硫酸反应．
（2）
锌片与稀硫酸反应．
【知识拓展】（1）反应条件（或成本、气体纯度）．
（2）氯化氢．
| ||
【猜想与假设】要得出科学、合理的实验结论，你认为需要控制的变量是：
①金属的质量；②金属片大小相同．
【实验探究】（1）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；故实验方案是：锌片与稀硫酸反应．
【分析与结论】镁与稀硫酸反应速率较快，放出热量，感觉试管外壁发烫，锌与稀硫酸反应产生气泡的速率较快，便于在实验室中制取氢气；锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；故填：
| 实验序号 | 实验现象 | 实验结论 |
| A | 剧烈反应，急速产生大量气泡，试管外壁 发烫 | 反应速率过快，气体不便收集，不适用于实验室制取氢气Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑； |
| B | 缓慢，产生大量气泡 | 反应速率过慢，不适用于实验室制取氢气 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑； |
| C | 较快，产生大量气泡，试管外壁发热 | 反应速率适中，适用于实验室制取氢气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑； |
【知识拓展】（1）在确定实验反应原理时：要从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行，故填：反应条件（或成本、气体纯度）（其他合理答案均可）；
（2）盐酸具有挥发性，如果用稀盐酸代替稀硫酸制取氢气时，反应发热，会导致制取的氢气中混有氯化氢气体．故填：氯化氢．
故答案为：
【讨论交流】①电解水，耗能，且装置麻烦，2H2O
| ||
【猜想与假设】①金属的质量；②金属片大小相同．
【实验探究】（1）锌片与稀硫酸反应．
（2）
| 实验操作 | 可能观察到的现象 | 实验结论和化学方程式 |
| ①镁片+稀硫酸 | 剧烈反应，急速产生大量气泡，试管外壁发烫 | 反应速率过快，气体不便收集，不适用于实验室制取氢气Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑； |
| ②铁片+稀硫酸 | 缓慢，产生大量气泡 | 反应速率过慢，不适用于实验室制取氢气Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑； |
| ③锌片+稀硫酸 | 较快，产生大量气泡，试管外壁发热 | 反应速率适中，适用于实验室制取氢气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ |
【知识拓展】（1）反应条件（或成本、气体纯度）．
（2）氯化氢．
点评：本题考查学生根据盐酸挥具有挥发性，实验室制取气体的反应原理进行分析解题的能力．
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