题目内容
请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题．
实验目的：比较等体积0.5mol?L-1硫酸、1mol?L-1盐酸、1mol?L-1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积．
实验原理：（用离子方程式表示） ．
实验用品：仪器（略）、药品（除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由）．选择的金属是 ，不选其他两种金属的理由是 ．
实验步骤：
（1）甲同学设计的实验装置：
（2）乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进．你认为乙同学改进的措施是 ．
（3）按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论．
实验现象及结论： ．
（4）反应开始时的速率：v（H2SO4） v（HCl） v（HAc）（用“=”“＜”或“＞”填空，下同），反应进行一段时间后的速率：v（H2SO4）＜（HCl） v（HAc）；
（5）最终得到的氢气体积：V（H2/H2SO4） V（H2/HCl） V（H2/HAc）．
问题讨论：
（6）量筒的规格由 决定．
（7）对结论“（4）”“（5）”中盐酸和醋酸的异同，你的解释是 ．
（8）根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等，但反应一段时间后有v（H2SO4）＜v（HCl）．对此现象，你猜想可能的原因是 ．大学无机化学对此问题将有科学的解释．
实验目的：比较等体积0.5mol?L-1硫酸、1mol?L-1盐酸、1mol?L-1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积．
实验原理：（用离子方程式表示）
实验用品：仪器（略）、药品（除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由）．选择的金属是
实验步骤：
（1）甲同学设计的实验装置：
（2）乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进．你认为乙同学改进的措施是
（3）按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论．
实验现象及结论：
（4）反应开始时的速率：v（H2SO4）
（5）最终得到的氢气体积：V（H2/H2SO4）
问题讨论：
（6）量筒的规格由
（7）对结论“（4）”“（5）”中盐酸和醋酸的异同，你的解释是
（8）根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等，但反应一段时间后有v（H2SO4）＜v（HCl）．对此现象，你猜想可能的原因是
考点：探究影响化学反应速率的因素
专题：化学反应速率专题
分析：（1）根据金属的性质解答，Na能和水反应产生氢气，影响实验结论，Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长；镁与酸发生置换反应，生成盐和氢气，醋酸需要保留分子式；
（2）可以用分液漏斗同时向三烧瓶内加入酸；
（3）醋酸为弱酸，硫酸和盐酸为强酸，根据氢离子浓度对反应速率的影响分析；氢离子总物质的量相等，则生成氢气的体积相等；
（4）反应开始时硫酸和盐酸中氢离子浓度相等，醋酸中氢离子浓度较小，据此判断反应速率；之后醋酸中氢离子浓度大于盐酸、则反应速率较大；
（5）三种酸溶液中氢离子总物质的量相等，则生成氢气的体积相等；
（6）量筒用于测量生成氢气的体积，氢气的体积取决于酸溶液的体积；
（7）HCl为强电解质，完全电离，醋酸为弱电解质，存在电离平衡，开始氢离子浓度盐酸大于醋酸溶液，两种提供的氢离子的物质的量相等，最后生成的氢气一样多；
（8）根据硫酸、盐酸中存在的粒子类型分析对反应速率的影响．
（2）可以用分液漏斗同时向三烧瓶内加入酸；
（3）醋酸为弱酸，硫酸和盐酸为强酸，根据氢离子浓度对反应速率的影响分析；氢离子总物质的量相等，则生成氢气的体积相等；
（4）反应开始时硫酸和盐酸中氢离子浓度相等，醋酸中氢离子浓度较小，据此判断反应速率；之后醋酸中氢离子浓度大于盐酸、则反应速率较大；
（5）三种酸溶液中氢离子总物质的量相等，则生成氢气的体积相等；
（6）量筒用于测量生成氢气的体积，氢气的体积取决于酸溶液的体积；
（7）HCl为强电解质，完全电离，醋酸为弱电解质，存在电离平衡，开始氢离子浓度盐酸大于醋酸溶液，两种提供的氢离子的物质的量相等，最后生成的氢气一样多；
（8）根据硫酸、盐酸中存在的粒子类型分析对反应速率的影响．
解答：
解：Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论；Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长，故镁较合适；
镁与硫酸、盐酸反应实质为，镁与氢离子反应，置换出氢气，反应离子方程式为：2H++Mg=H2↑+Mg2+，
醋酸是弱电解质，应写化学式，反应离子方程式为：2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-，
故答案为：2H++Mg=H2↑+Mg2+、2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-；Mg；由于Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论，Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长；
（2）保证同时向三烧瓶内加入酸，可同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液，
故答案为：同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液；
（3）实验现象为：反应开始时醋酸反应速率小于盐酸和硫酸反应速率，当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸；
由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等，
故答案为：反应开始时醋酸反应速率小于盐酸和硫酸反应速率，当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸；最终得到的氢气体积相等；
（4）反应开始时的速率：硫酸与盐酸中氢离子浓度相等，二者反应速率相等，则醋酸为弱酸，氢离子浓度小于盐酸和硫酸，则反应速率最小，即：v（H2SO4）=v（HCl）＞v（HAc）；
反应进行一段时间后，硫酸和盐酸中氢离子浓度快速减小，而醋酸中氢离子浓度最大，则反应速率：v（H2SO4）＜（HCl）＜v（HAc），
故答案为：=；＞；＜；
（5）由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等，即：V（H2/H2SO4）=V（H2/HCl）=V（H2/HAc），
故答案为：=；=；
（6）量筒用于测量生成氢气的体积，氢气的体积取决于酸溶液的体积，
故答案为：酸溶液的体积；
（7）醋酸为弱酸，所以醋酸中存在电离平衡，开始时c（H+）小于盐酸，则反应速率也小于盐酸；由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等，
故答案为：醋酸中存在电离平衡，反应开始时c（H+）小于盐酸，故反应速率小于盐酸；由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等；
（8）硫酸第二步电离可能不是完全的，即H+的存在抑制HSO4-的电离（或：SO4-抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应），导致反应一段时间后有v（H2SO4）＜v（HCl），
故答案为：H+的存在抑制HSO4-的电离（或：SO4-抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应）．
镁与硫酸、盐酸反应实质为，镁与氢离子反应，置换出氢气，反应离子方程式为：2H++Mg=H2↑+Mg2+，
醋酸是弱电解质，应写化学式，反应离子方程式为：2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-，
故答案为：2H++Mg=H2↑+Mg2+、2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-；Mg；由于Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论，Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长；
（2）保证同时向三烧瓶内加入酸，可同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液，
故答案为：同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液；
（3）实验现象为：反应开始时醋酸反应速率小于盐酸和硫酸反应速率，当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸；
由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等，
故答案为：反应开始时醋酸反应速率小于盐酸和硫酸反应速率，当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸；最终得到的氢气体积相等；
（4）反应开始时的速率：硫酸与盐酸中氢离子浓度相等，二者反应速率相等，则醋酸为弱酸，氢离子浓度小于盐酸和硫酸，则反应速率最小，即：v（H2SO4）=v（HCl）＞v（HAc）；
反应进行一段时间后，硫酸和盐酸中氢离子浓度快速减小，而醋酸中氢离子浓度最大，则反应速率：v（H2SO4）＜（HCl）＜v（HAc），
故答案为：=；＞；＜；
（5）由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等，即：V（H2/H2SO4）=V（H2/HCl）=V（H2/HAc），
故答案为：=；=；
（6）量筒用于测量生成氢气的体积，氢气的体积取决于酸溶液的体积，
故答案为：酸溶液的体积；
（7）醋酸为弱酸，所以醋酸中存在电离平衡，开始时c（H+）小于盐酸，则反应速率也小于盐酸；由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等，
故答案为：醋酸中存在电离平衡，反应开始时c（H+）小于盐酸，故反应速率小于盐酸；由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后的得到H2体积相等；
（8）硫酸第二步电离可能不是完全的，即H+的存在抑制HSO4-的电离（或：SO4-抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应），导致反应一段时间后有v（H2SO4）＜v（HCl），
故答案为：H+的存在抑制HSO4-的电离（或：SO4-抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应）．
点评：本题考查了决定化学反应速率大小的是物质本身的性质、响化学反应速率的因素，题目难度中等，明确同种金属与酸反应时，酸性强的酸反应速率快，试题充分考查了学生的分析、理解能力．
练习册系列答案
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在 xR2++y H++O2=4R3++n H2O的离子方程式中，下列判断正确的是（ ）
| A、y=4，R2+是氧化剂 |
| B、y=2，R2+是还原剂 |
| C、y=2，R3+是还原产物 |
| D、y=4，R3+是氧化产物 |
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Al2O3是刚玉的主要成分．Al2O3属于（ ）
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