Question

18．某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣，为此进行了有关的实验探究，实验记录如下．
[实验目的]测量锌和稀硫酸反应的速率
[实验用品]锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol•L^-1的H₂SO₄、4mol•L^-1的H₂SO₄．
[实验步骤]
（1）甲同学取一套如图装置，加入40mL 1mol•L^-1的H₂SO₄，测量收集10mL H₂所需的时间．
（2）乙同学取另一套同样的装置，加入40mL 4mol•L^-1的H₂SO₄，测量收集10mL H₂所需的时间．
回答下列问题：
（1）Zn与稀H₂SO₄反应的离子方程式为Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑．
（2）收集10mL H₂所需时间：甲大于乙（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；反应速率：甲小于乙．
（3）下列说法不正确的是E（填字母）．
A．本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同
B．装置气密性要好
C．40mL的H₂SO₄要迅速加入
D．收集气体还可以用排水法收集
E．若用98%的浓H₂SO₄，则反应最快
（4）测定Zn和稀H₂SO₄反应的速率还可用的方法有：
①测量等质量的Zn完全溶解所需要的时间；
②单位时间内H₂SO₄浓度的变化（或其他合理答案）．

Answer 1

分析 （1）金属活动顺序表中排在氢前面的金属可从非强氧化性酸中置换出氢，金属锌可以和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，据此书写离子方程式；
（2）浓度越大，反应速率越快，反应产生等量的气体需要的时间越短；
（3）A．研究浓度对反应速率的影响，本实验中所用锌粒的表面积要相同，根据控制变量法来回答；
B．根据测量收集10mL H₂所需的时间，要求生成的氢气体积测定必须准确；
C．40mL的H₂SO₄要迅速加入，防止气体的体积测定误差的出现；
D．氢气的收集可以用排水法收集
E．若用98%的浓H₂SO₄，金属和浓硫酸的反应产物是二氧化硫，不是氢气；
（4）可通过测定测量等质量的Zn完全溶解所需要的时间、单位时间内H₂SO₄浓度的变化、收集等体积H₂需要的时间长短等角度判断．

解答 解：（1）金属锌在金属活动顺序表中排在氢的前面，可以和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，
故答案为：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；
（2）1mol•L^-1的H₂SO₄浓度小于4mol•L^-1的H₂SO₄的，浓度越大，反应速率越快，反应产生等量的气体需要的时间越短，
故答案为：大于；小于；
（3）A．研究浓度对反应速率的影响，本实验中所用锌粒的表面积要相同，故A正确；
B．根据测量收集10mL H₂所需的时间，要求生成的氢气体积测定必须准确，气密性必须好，故B正确；
C．40mL的H₂SO₄要迅速加入，防止气体的体积测定误差的出现，故C正确；
D．氢气不溶于水，收集可以用排水法收集，故D正确；
E．若用98%的浓H₂SO₄，金属和浓硫酸的反应产物是二氧化硫，不是氢气，故E错误．
故答案为：E；
（4）测定Zn和稀H₂SO₄反应的速率，测定反应物的变化，可通过测量等质量的Zn完全溶解所需要的时间； 单位时间内H₂SO₄浓度的变化，测定生成物，可通过收集等体积H₂需要的时间长短，或其他合理答案，
故答案为：测量等质量的Zn完全溶解所需要的时间； 单位时间内H₂SO₄浓度的变化（或其他合理答案）．

点评 本题考查了测定影响化学反应速率的因素方法，注意知识的迁移和应用是关键，题目难度不大．