题目内容
(15分) 某同学设计了如下图所示装置（部分夹持装置已略去），该装置可以用来进行多项
实验研究。
请回答：
（1）用上述装置探究影响化学反应速率的因素。
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是 。
②用上述装置进行实验，以生成9.0 mL气体为计时终点，结果为t1＞t2。
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序号 |
V(H2SO4)/mL |
c(H2SO4)/mol·L－1 |
t/s |
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Ⅰ |
40 |
1 |
t1 |
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Ⅱ |
40 |
4 |
t2 |
比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是 。
③若将锌片换成含杂质的粗锌片，且控制其他条件使其与上述实验完全一致，所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是（填序号） 。
a．石墨 b．银 c．铜 d．沙粒（二氧化硅）
（2）用上述装置测定粗锌片的纯度。
①连接好装置，检查装置气密性，称量粗锌片mg置于圆底烧瓶中，滴加足量稀硫酸，充分反应直至不再产生气体为止，测得气体体积为VL，则粗锌片的纯度为 。
②本实验在读数前对量气管的操作是 。
③本套装置中若考虑滴入的稀硫酸的体积（假设其它操作都正确），则测得的气体的体积将 。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”，）
（3）用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。
①圆底烧瓶中的试剂可选用（填序号） 。
a．NH4Cl溶液 b．C2H5OH c．Na2CO3溶液 d．稀硫酸
②能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是 。
（15分）（1）①Zn+2H+ ＝Zn2++H2↑（1分）
②在其它条件一定时，化学反应速率随反应物浓度的增大而增大（2分）③abc（2分）
（2）①
×100%（2分）
②待气体冷却后，调整右边量气管高度，使其左右管中水面相平（2分） ③无影响（2分）
（3）①c （2分） ②量气管左管的水面上升，右管的水面下降（2分）
【解析】
试题分析：（1）①锌和稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+ ＝Zn2++H2↑。
②根据表中数据可知，实验Ⅰ和Ⅱ相比，实验Ⅱ中硫酸的浓度大，用时少，这说明在其它条件一定时，化学反应速率随反应物浓度的增大而增大。
③所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据，这说明粗锌片中所含杂质与锌构成了原电池，且杂质的金属性弱于锌的，所以符合条件的是石墨、银和铜，答案选abc。
（2）①氢气的体积在标准状况下是VL，则氢气的物质的量是
mol，则根据方程式可知，参加反应的锌的物质的量是mol，其质量是mol×65g/mol＝
g，所以粗锌片的纯度为×100%。
②由于气体的体积受温度和压强影响大，所以在读数前对量气管的操作是待气体冷却后，调整右边量气管高度，使其左右管中水面相平。
③由于装置是封闭的，所以稀硫酸的体积并不能影响进入量气管的氢气体积，因此对实验结果无影响。
（3）①要用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀，则电解质溶液的酸性应该很弱，甚至显中性或碱性。氯化铵溶于水显酸性，稀硫酸溶于水显酸性，乙醇是非电解质，碳酸钠溶液显碱性，所以答案选c。
②如果发生吸氧腐蚀，则装置中压强降低，所以能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是量气管左管的水面上升，右管的水面下降。
考点：考查外界条件对反应速率的影响、纯度测定、气体体积测定、金属的吸氧腐蚀以及实验方案设计与评价等
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