Question

化學(xué)小組同學(xué)對于“金屬和硫酸反應(yīng)的快慢與什么因素有關(guān)”的課題開展探究
【已有知識】
（1）根據(jù)金屬的活動性順序，只有排在氫（H）前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，且越靠

前

速率越快．
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳：當(dāng)其他因素都相同時(shí)，稀鹽酸與粉末狀石灰石反應(yīng)速度大于與塊狀石灰石速率，由此可知化學(xué)反應(yīng)速率快慢與

石灰石的顆粒大小

有關(guān)．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】下表是他們分別用相同質(zhì)量的Fe絲和足量稀硫酸反應(yīng)的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)編號	硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	反應(yīng)的溫度	Fe絲消失的時(shí)間/S
①	3	20	500
②	6	20	300
③	6	30	80

（3）實(shí)驗(yàn)②和③表明：該反應(yīng)快慢與

反應(yīng)的溫度

有關(guān)．
（4）如果實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)的溫度改為25℃，請推出Fe絲消失的時(shí)間（用t表示）的取值范圍

80＜t＜300

．
【歸納總結(jié)】影響金屬和稀硫酸反應(yīng)快慢的因素主要有：反應(yīng)物的種類，金屬顆粒大小，反應(yīng)溫度以及

稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

等．
【拓展延伸】
（5）該實(shí)驗(yàn)除了用Fe絲消失的時(shí)間來衡量反應(yīng)的快慢外，你還能提出新的方法來衡量反應(yīng)的快慢嗎？方法：

通過收集等量氫氣所需時(shí)間來衡量反應(yīng)的快慢

（6）金屬除了能和酸反應(yīng)外還能和其他金屬的鹽溶液反應(yīng)，已知下列各組物質(zhì)間均能發(fā)生置換反應(yīng)．
A．Fe和CuSO₄溶液       B．Mg和MnSO₄溶液          C．Mn和FeSO₄溶液
①寫出Fe和CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式

Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄

．
②Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬的活動性由弱到強(qiáng)的順序

Cu＜Fe＜Mn＜Mg

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬的活動性順序知識分析；
（2）根據(jù)題中信息分析化學(xué)反應(yīng)速率快慢的影響因素；
（3）（4）根據(jù)對比實(shí)驗(yàn)的表格，變量唯一，通過變量看鐵絲消失的時(shí)間分析（3）和（4）；
（5）判斷反應(yīng)率的快慢除了觀察反應(yīng)物的減少速率外，還可以通過收集等量氫氣所需時(shí)間來衡量反應(yīng)的快慢分析；
（6）根據(jù)金屬與鹽的反應(yīng)規(guī)律，利用Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬及其化合物間可發(fā)生的反應(yīng)，推斷Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬活動性由弱到強(qiáng)的順序并完成解答；

解答：解：（1）根據(jù)金屬的活動性順序，只有排在氫（H）前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，且越靠前金屬越活潑，反應(yīng)速率越快．
故答案為：前；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，當(dāng)其他因素都相同時(shí)，稀鹽酸與粉末狀石灰石反應(yīng)速度大于與塊狀石灰石速率，由此可知化學(xué)反應(yīng)速率快慢與石灰石的顆粒大小有關(guān)．
故答案為：石灰石的顆粒大�。�
（3）實(shí)驗(yàn)②和③中反應(yīng)的溫度不同，鐵絲消失的時(shí)間不同，說明該反應(yīng)快慢與溫度有關(guān)，且溫度越高，反應(yīng)越快．
故答案為：反應(yīng)的溫度；
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，20℃時(shí)，鐵絲消失的時(shí)間為300秒，20℃時(shí)，鐵絲消失的時(shí)間為80秒，又溫度越高，反應(yīng)越快，所以如果實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)的溫度改為25℃，鐵絲消失的時(shí)間（用t表示）的取值范圍80＜t＜300；
故答案為：80＜t＜300；
[歸納總結(jié)]從上分析可知，影響金屬和稀硫酸反應(yīng)快慢的因素主要有：反應(yīng)物的種類，金屬顆粒大小，反應(yīng)溫度以及稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)等；
故答案為：稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）該實(shí)驗(yàn)除了用鐵絲消失的時(shí)間來衡量反應(yīng)的快慢外，還可以通過收集等量氫氣所需時(shí)間來衡量反應(yīng)的快慢．
故答案為：通過收集等量氫氣所需時(shí)間來衡量反應(yīng)的快慢；
（6）①鐵與硫酸銅反應(yīng)生成了銅和硫酸亞鐵，其化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
故答案為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②根據(jù)Fe和CuSO₄溶液反應(yīng)可以判斷鐵的活動性大于銅，根據(jù)Mg和MnSO₄溶液能夠反應(yīng)可以判斷鎂的活動性大于錳，根據(jù)Mn和FeSO₄溶液能反應(yīng)可以判斷錳的活動性大于鐵，所以可以判斷這四種金屬的活動性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)椋篊u＜Fe＜Mn＜Mg；
故答案為：Cu＜Fe＜Mn＜Mg．

點(diǎn)評：本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查了反應(yīng)物的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)溫度等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，同時(shí)要熟練掌握金屬活動性順序及其應(yīng)用，在金屬活動性順序中，活動性強(qiáng)的金屬能將活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，難度較大．