Question

11．“化学反应条件的控制是实验的灵魂”，某校科学兴趣小组在老师指导下，进行了“影响比较金属活动性因素”的实验，请你帮助回答下列问题：
（1）取四支大试管，分别装入等质量的镁条、锌粒、铁粉、铜片，再加入足量的稀硫酸，并收集产生的气体（如图所示），结果发现铜片不与酸液反应，而其余金属产生氢气的量由多到少的顺序是镁、铁、锌．
（2）下列实验过程中的几步操作，合理的排列顺序是（选填序号）①④③②．
①检验装置的气密性；　　　　　　　　　　②待有连续稳定气泡再排水集气；
③将水槽中待收集气体的小试管注满水；④向大试管内装金属后，再加入足量稀硫酸
（3）取a、b两支试管分别加入等质量的铁钉、铁粉，再分别加入3毫升10%的稀盐酸，发现b中比a中产生气泡多且快，由此得出影响“比较金属活动性因素”实验中反应速率的因素有金属的形状．据此，试说明第（1）题的实验设计不合理之处是金属形状不同．
（4）另取一支c试管加入与b试管中等量的铁粉，再加入3毫升15%的稀硫酸，仔细观察较长时间，铁粉表面有少量细小气泡浮起；然后将这支试管浸入约60℃的热水中，试管内气泡明显增多．试对比第（3）题b中的现象，分析b、c两试管中实验现象差异的根本原因是反应物不同．

Answer 1

分析 （1）镁、锌、铁和稀硫酸反应生成氢气和相应的盐；
（2）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败； 
（3）根据实验现象可以判断相关方面的问题；
（4）反应物不同，性质也不同．

解答 解：（1）镁、锌、铁的相对原子质量分别是24、65、56，和稀硫酸反应的化学方程式中，金属、硫酸、盐和氢气的化学计量数完全相同，因此等质量的镁条、锌粒、铁粉和足量的稀硫酸反应时，产生氢气的量由多到少的顺序是镁、铁、锌．
故填：镁、铁、锌．
（2）下列实验过程中的几步操作，合理的排列顺序是：检验装置的气密性，向大试管内装金属后，再加入足量稀硫酸，将水槽中待收集气体的小试管注满水，待有连续稳定气泡再排水集气．
故填：①④③②．
（3）取a、b两支试管分别加入等质量的铁钉、铁粉，再分别加入3毫升10%的稀盐酸，发现b中比a中产生气泡多且快，由此得出影响“比较金属活动性因素”实验中反应速率的因素有金属的形状，据此第（1）题的实验设计不合理之处是金属形状不同．
故填：金属的形状；金属形状不同．
（4）加入的稀硫酸浓度比稀盐酸浓度大，反应速率反而慢，说明反应物是影响反应速率的重要因素之一．
故填：反应物不同．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．