题目内容
【题目】某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素(铁的质量相等,铁块的形状一样,盐酸均过量),甲同学设计实验如下表:
实验编号 | 盐酸浓度(mol·L-1) | 铁的状态 | 温度/°C |
1 | 2.00 | 块状 | 20 |
2 | 2.00 | 粉末 | 20 |
3 | 1.00 | 块状 | 20 |
4 | 2.00 | 块状 | 40 |
请回答:
(1)若四组实验均以收集到500mL(已转化为标准状况下)氢气为标准,则上述实验中还需要测定的数据是________。
(2)实验________和______是研究铁的状态对该反应速率的影响(填实验编号,下同);实验______和______是研究温度对该反应速率的影响。
(3)测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到图,则曲线c、d分别对应的实验组别可能是_______、______。
![]()
(4)乙同学设计了下列一组实验:所用铁块的形状、质量均相同,所用酸的体积相同,其浓度如下,你认为产生氢气速率最快的是______。
A 18.4mol·L-1硫酸 B 5.0mol·L-1硝酸 C 3.0mol·L-1盐酸 D 2.0mol·L-1硫酸
【答案】收集500 mL氢气所需的时间 1 2 1 4 1 3 D
【解析】
该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素,由表格数据可知,实验1和2铁的状态不同,目的是研究铁的状态对该反应速率的影响;实验1和3盐酸的浓度不同,目的是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响;实验1和4反应温度不同,目的是研究反应温度对该反应速率的影响。
(1)该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素,要比较反应速率的快慢,还需要测定收集到标准状况下500mL氢气所需的时间,故答案为:收集500 mL氢气所需的时间;
(2)由表格数据可知,实验1和2铁的状态不同,目的是研究铁的状态对该反应速率的影响;实验1和4反应温度不同,目的是研究反应温度对该反应速率的影响,故答案为:1;2;1;4;
(3)由图可知,曲线c、d的反应速率较慢,固体表面积越大,反应速率越快,则1和2相比,1的反应速率较慢;酸的浓度越大,反应速率越快,则1和3相比,3的反应速率较慢;温度越高,反应速率越快,则1和4相比,1的反应速率较慢,所以曲线c、d分别对应的实验组别可能是1和3,故答案为:1;3;
(4)铁在18.4mol·L-1硫酸中钝化,无氢气生成;铁与5.0mol·L-1硝酸反应生成一氧化氮,无氢气生成;铁与3.0mol·L-1盐酸和2.0mol·L-1硫酸反应生成氢气,3.0mol·L-1盐酸中氢离子浓度为3.0mol·L-1,2.0mol·L-1硫酸中氢离子浓度为4.0mol·L-1,氢离子浓度越大,反应速率越快,则产生氢气速率最快的是2.0mol·L-1硫酸,故答案为:D。