Question

17．某化学兴趣小组探究“影响金属与酸反应速率的因素”，请你参与并回答问题：
【提出问题】金属与盐酸反应速率受哪些因素影响？
【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；c…
【设计探究】实验所用的金属均已用砂纸打磨．
实验A：为探究猜想a，小明同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片，分别加入相同体积和浓度的稀盐酸，观察到盐酸与锌片反应比与铁片反应产生的气泡快，请写出其中的一个化学反应方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
从实验现象可以判断：金属活动性Zn＞　Fe（填“＞”“＜”或“=”）．
【得出结论】金属与盐酸反应的速率与金属本身性质有关．金属活动性与反应的速率的关系是金属活动性越强，反应的程度越剧烈．
实验B：为探究猜想b，小明设计如图所示的装置进行实验，所用药品及实验数据如表：

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
			0～1min	1～2min	2～3min	3～4min	4～5min	前5min共收集气体
Ⅰ	锌片	10%	2.9	16.9	11.9	9.2	7.6	47.6
Ⅱ	锌片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

得出结论：金属与盐酸发生反应的速率与盐酸的浓度有关，即盐酸浓度越大，反应程度越剧烈．
【反思评价】根据实验Ⅰ、Ⅱ数据分析，解释锌与盐酸反应速率快慢的变化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．　
【新猜想】通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的速率度还可能受哪些因素影响．金属表面积．（写一条即可）
【继续探究】请对你提出的新猜想，设计实验证明，并总结出合理的结论．分别取相同质量的大颗锌粒和小颗锌粒，与相同浓度、相同质量的稀盐酸在相同温度下反应（控制其他因素不变），观察到小颗锌粒与酸反应速率快．结论：金属表面积越大，金属与酸反应的越快．

Answer 1

分析 实验A：【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B：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．
【继续探究】设计实验时注意控制变量的唯一性．

解答 解：实验A：【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B：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．
【新猜想】金属与盐酸反应的剧烈程度可能受金属表面积、反应物的状态、催化剂的影响；
【继续探究】以金属表面积为例，设计为分别取相同质量的大颗锌粒和小颗锌粒，与相同浓度、相同质量的稀盐酸在相同温度下反应（控制其他因素不变），观察到小颗锌粒与酸反应速率快．结论：金属表面积越大，金属与酸反应的越快．
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； 
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；
【新猜想】金属表面积．
【继续探究】分别取相同质量的大颗锌粒和小颗锌粒，与相同浓度、相同质量的稀盐酸在相同温度下反应（控制其他因素不变），观察到小颗锌粒与酸反应速率快．结论：金属表面积越大，金属与酸反应的越快．

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