Question

【題目】小組同學(xué)在探究金屬與酸反應(yīng)時，將鋁片、鋅片打磨后，分別投入盛有等體積、等濃度稀鹽酸的試管中，觀察到鋁與稀鹽酸反應(yīng)較鋅與稀鹽酸反應(yīng)快。

【提出問題】金屬與鹽酸反應(yīng)快慢，除與金屬的種類有關(guān)外，還受哪些因素的影響呢？

【猜想與假設(shè)】a.可能與鹽酸的濃度有關(guān)；b. 可能與反應(yīng)時的溫度有關(guān)。

【設(shè)計并實驗】小明利用如圖甲所示裝置，用不同質(zhì)量分數(shù)的鹽酸和相同形狀的鋅片進行如下實驗。

實驗編號	鹽酸的質(zhì)量分數(shù)(均取20 mL)	溫度/℃	記錄的數(shù)據(jù)
①	5%	30
②	10%	20
③	5%	20
④	10%	30

【討論】(1)寫出鋅與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。

(2)實驗時，需將金屬片打磨，其目的是__________。

(3)實驗前小明先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，再將注射器活塞往右拉，松手后，觀察到注射器活塞回到原處。小明進行該操作的目的是______________。

【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】

(4)實驗中記錄的數(shù)據(jù)可能是_____________。

(5)對比實驗________可知溫度對金屬與酸反應(yīng)的速率的影響。

(6)實驗表明，四次實驗時，反應(yīng)的速率由快到慢依次為④、②、①、③。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)分析，如果鹽酸質(zhì)量分數(shù)為10%，溫度為25℃，則所記錄數(shù)據(jù)應(yīng)該介于哪兩次實驗所記錄的數(shù)據(jù)之間？________________________。

【拓展】進行鋅與稀鹽酸反應(yīng)時，試管外壁發(fā)燙，并測得實驗過程中生成氫氣的體積隨時間變化的曲線如圖乙所示，根據(jù)曲線歸納鋅與稀鹽酸反應(yīng)速率的變化規(guī)律______________，結(jié)合上述探究解釋曲線變化的原因 ________________________________。

Answer 1

【答案】 Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑ 除去金屬表面的氧化膜和污物 檢查裝置的氣密性 相同時間內(nèi)注射器中收集到氣體的體積(或注射器中收集相同體積氣體所用的時間) ①③(或②④) 實驗②與實驗④ 開始由慢變快，一段時間后，由快變慢 鋅與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量使溫度升高，開始時溫度升高對反應(yīng)速率的影響較鹽酸濃度變小對反應(yīng)速率影響更大，一段時間后，鹽酸濃度減小對反應(yīng)速率的影響較溫度升高對反應(yīng)速率的影響更大

【解析】(1)鋅與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣；

(2) 金屬在空氣中其表面能生成一層氧化膜，開始氧化膜先與酸接觸反應(yīng)生成鹽和水幾乎不能產(chǎn)生氫氣，據(jù)此分析；

(3)根據(jù)檢查裝置氣密性分析解答；

(4)根據(jù)對比實驗分析解答；

(5)根據(jù)對比實驗分析解答；

(6)根據(jù)對比實驗分析解答；

【拓展】根據(jù)稀鹽酸和鋅反應(yīng)的速率變化圖像和影響因素分析解答。

解：(1)鋅與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑；

(2)金屬在空氣中其表面能生成一層氧化膜,氧化膜會阻止金屬與藥品的接觸,所以要先除去氧化膜和污物；

(3)實驗前小明先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，再將注射器活塞往右拉，松手后，觀察到注射器活塞回到原處。小明進行該操作的目的是：檢查裝置的氣密性；

(4)實驗中記錄的數(shù)據(jù)可能是相同時間內(nèi)注射器中收集到氣體的體積(或注射器中收集相同體積氣體所用的時間) ；

(5)對比實驗①③(或②④)可知溫度對金屬與酸反應(yīng)的速率的影響；

(6) 實驗表明，四次實驗時，反應(yīng)的速率由快到慢依次為④、②、①、③。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)分析，如果鹽酸質(zhì)量分數(shù)為10%，溫度為25℃，則所記錄數(shù)據(jù)應(yīng)該介于實驗②與實驗④所記錄的數(shù)據(jù)之間；

【拓展】進行鋅與稀鹽酸反應(yīng)時，試管外壁發(fā)燙，并測得實驗過程中生成氫氣的體積隨時間變化的曲線如圖乙所示，根據(jù)曲線歸納鋅與稀鹽酸反應(yīng)速率的變化規(guī)律：開始由慢變快，一段時間后，由快變慢，結(jié)合上述探究解釋曲線變化的原因是：鋅與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量使溫度升高，開始時溫度升高對反應(yīng)速率的影響較鹽酸濃度變小對反應(yīng)速率影響更大，一段時間后，鹽酸濃度減小對反應(yīng)速率的影響較溫度升高對反應(yīng)速率的影響更大。