Question

4．以下是同学们在探讨金属及其化合物性质和应用时进行的探究实验：
士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器”，其主要化学成分为镁粉、铁粉、氯化钠，使用时加入水与其中的镁反应放出热量．下面是在相同的室温下（约20℃）对该产品的两份实验：
I．向加有等量水的隔热容器中分别加入下列各组物质，结果参见图1．
①1.0mol镁一整根、0.10mol铁粉、0.10mol氯化钠粉末；
②将1.0mol镁条剪成100份、n₁mol铁粉、0.10mol氯化钠粉末；
③1.0mol镁粉、0.10mol铁粉、0.10mol氯化钠粉末；
II．向加有100mL水的隔热容器中分别加入0.10mol镁粉、0.50mol铁粉及不同量的氯化钠
粉末，不断搅拌，第15min时记录温度升高的幅度参见图2．
请回答下列问题：
（1）如果实验Ⅰ只验证了一种外因对镁与水反应速率的影响，则该因素是D．
A．反应温度    B．NaCl的用量     C．铁的用量     D．镁的表面积
由此确定n₁=0.10
（2）实验Ⅱ中当NaCl的用量大于0.125mol时，实验就无须再做的原因是C．
A．加入更多的NaCl不再增加反应速率      B．加入NaCl反而会降低反应速率
C．已达到沸点不再有温度变化             D．需要加入更多的铁粉来提高温度
（3）如果在实验2中加入了0.060molNaCl，则第15min时混合物的温度最接近于D．
A．34℃B．42℃C．50℃D．62℃
（4）铁粉、NaCl能使反应速率增加的原因是镁粉、铁粉与NaCl的水溶液构成了原电池，加快了反应速率．

Answer 1

分析 （1）根据实验Ⅰ中三组物质不同之处判断实验目的；
（2）结合图2可知，NaCl用量达到0.125 mol时，溶液达到沸腾状态，再增加NaCl的用量时，温度不再发生变化；
（3）根据图2当加入0.06 mol NaCl时记录的温度进行判断；
（4）根据镁粉、铁粉与NaCl水溶液共同构成了原电池的角度进行分析．

解答 解：（1）实验1中三组物质不同之处在于镁的状态，故实验Ⅰ是研究的是镁的表面积与速率的关系，故D正确；对照试验中其它因素必须完全相同，则铁粉的物质的量n₁=0.10，
故答案为：D；0.10；
（2）根据图2可知，NaCl用量达到0.125 mol时，溶液已经达到沸腾状态，当NaCl的用量再增加时，温度不再发生变化，所以无需再做，所以C正确，
故答案为：C；
（3）由图2可见，当加入0.06 mol NaCl时，第15 min记录的温度升高值在42℃左右，所以则第15min时混合物的温度最接近于：42℃+20℃=62℃，则D正确，
故答案为：D；
（4）镁粉、铁粉与NaCl水溶液共同构成了原电池，大大促进了Mg的反应，加快了反应的速率，
故答案为：镁粉、铁粉与NaCl的水溶液构成了原电池，加快了反应速率．

点评 本题考查了探究影响化学反应速率的因素，题目难度中等，注意掌握温度、固体表面积、浓度等影响化学反应速率的因素，（4）中注意构成原电池后对反应速率的影响，试题培养了学生的分析、归纳能力及化学实验能力．