Question

【題目】小組同學在探究金屬與酸反應時，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較鋅與稀鹽酸反應快。

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

【猜想與假設】a.可能與鹽酸的濃度有關；b. 可能與反應時的溫度有關。

【設計并實驗】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的化學方程式__________。

(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的速率的影響。

(6)實驗表明，四次實驗時，反應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 鋅與稀鹽酸反應放出熱量使溫度升高，開始時溫度升高對反應速率的影響較鹽酸濃度變小對反應速率影響更大，一段時間后，鹽酸濃度減小對反應速率的影響較溫度升高對反應速率的影響更大

【解析】(1)鋅與稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣；

(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)鋅與稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，反應的化學方程式為：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的速率的影響；

(6) 實驗表明，四次實驗時，反應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：鋅與稀鹽酸反應放出熱量使溫度升高，開始時溫度升高對反應速率的影響較鹽酸濃度變小對反應速率影響更大，一段時間后，鹽酸濃度減小對反應速率的影響較溫度升高對反應速率的影響更大。