Question

14．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，然后分别加入等质量、等浓度的稀盐酸，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．写出锌与盐酸发生反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑．
从实验现象可判断：金属活动性Zn＞Fe（填“＜”、’“=”或“＞”）．
【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，反应越剧烈．
实验（2）为探究猜想b，小组同学设计如上图的装置进行实验，其中注射器的作用是通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积．
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%	2.9	16.9	11.9	9.2	7.6	48.5
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剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是其他条件相同时，盐酸浓度越大，反应越剧烈．
【反思评价】根据表中实验Ⅱ数据分析，请解释锌与盐酸发生反应由慢到快、再由快到慢的原因是锌与稀盐酸反应放热，随着反应的进行，温度升高，所以速度越来越快，一段时间后，盐酸被消耗，盐酸浓度变小，反应速率减慢．
【拓展延伸】通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度还可能与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究．（只要求提出一种影响快慢的相关假设因素及实验方案）
【假设】金属与盐酸反应的剧烈程度与金属表面积大小有关．
【实验方案】分别取等质量的锌片和锌粉于试管中，分别加入等体积等浓度的稀盐酸，观察产生气泡的快慢．（假设与方案要对应合理即可）．

Answer 1

分析 【设计探究】金属与酸的反应为置换反应，写出反应的化学方程式；根据现象得出结论；
得出结论：根据金属的活动性顺序，分析金属的活动性与反应的剧烈程度的关系；
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：根据表中信息结合浓度对反应的影响分析解答；
【反思评价】根据表中信反应的剧烈程度与酸的浓度有关，结合反应的过程进行分析；
根据控制变量法结合影响反应速率的因素进行设计实验．

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，锌与盐酸反应的化学方程式为：Zn+2HCl=ZnCl₂+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，因此金属活动性强弱为：Zn＞Fe；
得出结论：金属与盐酸反应的剧烈程度与金属本身性质有关（金属活动性越强，反应越剧烈）；
实验（2）注射器的作用是通过注射器往右移动的体积判断生成氢气的体积；
得出结论：根据表格信息可知，其他条件相同时，盐酸浓度越大，反应越剧烈；
【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，随着反应的进行，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温度、金属的颗粒大小、金属的纯度等因素的影响；可以利用控制变量法设计实验为：分别取等质量的锌片和锌粉于试管中，分别加入等体积等浓度的稀盐酸，观察产生气泡的快慢．（假设与方案要对应合理即可）；
故答案为：实验（1）：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；＞；金属活动性越强，反应越剧烈；
实验（2）：通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积；
其他条件相同时，盐酸浓度越大，反应越剧烈；
【反思评价】原因：锌与稀盐酸反应放热，随着反应的进行，温度升高，所以速度越来越快，一段时间后，盐酸被消耗，盐酸浓度变小，反应速率减慢；
【假设】金属与盐酸反应的剧烈程度与金属表面积大小有关
【实验方案】分别取等质量的锌片和锌粉于试管中，分别加入等体积等浓度的稀盐酸，观察产生气泡的快慢．（假设与方案要对应合理即可）

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，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．