Question

学习完金属的化学性质之后，同学们进入实验室进行“金属与酸的反应”实验，细心的小兵发现不同小组锌与稀硫酸反应的快慢不一，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究．
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a可能与硫酸的质量分数有关；b可能与锌的纯度有关．
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同纯度的锌进行如下实验，反应过程中，用前9min内收集的氢气体积比较反应的快慢．控制其他条件相同，进行如表所示四组实验，获得数据如表．

实验 编号	试剂		前9min内产生的氢气体积（mL）
	不同纯度的锌	不同体积和质量分数的稀硫酸
a	纯锌	30mL30%	564.3
b	含杂质的锌	30mL30%	634.7
c	纯锌	30mL20%	449.3
d	纯锌	40mL30%	602.8

（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式

 

．
（2）小兵用如图所示装置用排水法收集并测定气体的体积，气体从导管口

 

（填d或f）进；选用量筒测量排出水的体积，收集并测量氢气的体积．

【收集证据】
（3）要比较锌的纯度对反应快慢的影响，应选择的实验编号是

 

．
【得出结论】
（4）结论：①纯锌与酸的反应速率比含杂质的锌与酸的反应速率更

 

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          ②酸的质量分数越大，反应速率越

 

．
【评价与反思】
（5）如表是小兵第①组实验的详细数据．

时段（均为1分钟）	第1分钟	第2分钟	第3分钟	第4分钟	第5分钟	第6分钟
H2的体积	33.1mL	116.7mL	91.9mL	89.6mL	77.6mL	56.0mL

请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因

 

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Answer 1

考点：影响化学反应速率的因素探究,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）稀硫酸与锌反应产生硫酸锌和氢气，写出反应的方程式；
（2）为测定所收集氢气的体积，则需要采用液体等量代换的方式，因此可以选用右图这样的装置，短进长出，让里面的水等量流到量筒内，通过量筒内液体的体积判断收集的气体的体积；
（3）对比四个实验，利用控制变量法选择合适的对比组；
（4）通过不同质量分数的硫酸或不同纯度的锌的产生氢气的快慢得出结论；
（5）根据表格的数据总结产生的氢气与时间的关系，结合探究结论分析原因．

解答：解：（1）稀硫酸与锌反应产生硫酸锌和氢气，反应的方程式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）因为氢气不易溶于水，可以通过压强的变化利用排水法把水压入量筒内，根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积，故进气管是短管f；
（3）要比较锌的纯度对反应快慢的影响，其中硫酸的质量分数及体积要控制相同，选择不同纯度的锌看产生氢气的快慢，因此可以选择ab；
（4）①通过ab（纯锌和含杂质的锌与体积、质量分数相同的硫酸反应）可以看出：纯锌与硫酸反应速率越快；
②通过ac（都是纯锌，硫酸的质量分数不同），可以看出：硫酸的质量分数越大，反应速率越快；
（5）从表格可以看出反应由慢到快然后逐渐减慢；因为随着反应的进行，反应放出热量，反应速度加快，但随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，反应速度又逐渐减慢；
故答案为：（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；（2）f；（3）ab；（4）快；快；
（5）由慢到快然后逐渐减慢；因为随着反应的进行，反应放出热量，反应速度加快，但随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，反应速度又逐渐减慢．

点评：本题以影响产生氢气的反应速率为实验探究的形式考查了反应物浓度、纯度等因素对化学反应速率的影响，重点在于培养学生的实验探究能力，注意控制变量的运用．