Question

【題目】“元旦”假期，小兵對(duì)“鋅與硫酸反應(yīng)快慢的影響因素”進(jìn)行了探究。

（提出問(wèn)題）鋅與硫酸反應(yīng)的快慢受哪些因素影響呢？

（猜想與假設(shè)）a.可能與硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)；　b．可能與鋅的形狀有關(guān)。

（設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)）小兵用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸和不同形狀的鋅進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (均取20 mL)	鋅的形狀 (均取1 g)	氫氣的體積(mL) (均收集3分鐘)
①	20%	鋅粒	31.7
②	20%	鋅片	50.9
③	30%	鋅粒	61.7
④	30%	鋅片	79.9

(1)寫出稀硫酸與鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。

小兵用如圖裝置收集并測(cè)量氫氣的體積，量筒的作用是_____，氫氣應(yīng)從_____(填e或f或g)管通入。

（收集證據(jù)）(3)比較不同濃度的硫酸對(duì)反應(yīng)快慢的影響，選擇的編號(hào)是_______。

（得出結(jié)論）(4)結(jié)論是_______。

（評(píng)價(jià)與反思）(5)下表是小兵第①組實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

時(shí)段(均為1分鐘)	第1分鐘	第2分鐘	第3分鐘	第4分鐘	第5分鐘	第6分鐘
H2的體積	3.1 mL	16.7 mL	11.9 mL	9.6 mL	7.6 mL	6.0 mL

請(qǐng)描述鋅與硫酸反應(yīng)快慢的變化并解釋原因______。

(6)鋅與硫酸反應(yīng)的快慢可能還受哪些因素影響？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。_____。

Answer 1

【答案】Zn+H2SO4=ZnSO4 + H2↑ 接收水測(cè)量氫氣體積，氫氣應(yīng)從f管通入 選擇的編號(hào)是①③或②④ 其他條件相同時(shí)，稀硫酸濃度越大，反應(yīng)越快 先加快，后減慢。反應(yīng)放熱，溫度升高，速率增大，其后酸的濃度降低，速率減小 溫度或鋅的純度等，在控制變量的條件下 溫度；取質(zhì)量相等的鋅粒分別放入兩只試管中，然后分別加入溫度不同，體積和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸，測(cè)量收集等體積的氫氣所需要的時(shí)間

【解析】

（1）根據(jù)稀硫酸與鋅反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋅和氫氣進(jìn)行分析；

（2）為測(cè)定所收集氫氣的體積，則需要采用液體等量代換的方式，因此可以選用右圖這樣的裝置，短進(jìn)長(zhǎng)出，讓里面的水等量流到量筒內(nèi)，通過(guò)量筒內(nèi)液體的體積判斷收集的氣體的體積；

（3）根據(jù)二氧化碳會(huì)與水反應(yīng)進(jìn)行分析；

（4）對(duì)比四個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用控制變量法選擇合適的對(duì)比組；

（5）通過(guò)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸與鋅反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的快慢得出結(jié)論；

（6）根據(jù)表格的數(shù)據(jù)總結(jié)產(chǎn)生的氫氣與時(shí)間的關(guān)系并分析原因；

（7）反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物接觸面積、有無(wú)催化劑等因素常影響化學(xué)反應(yīng)速率，利用控制變量的思想設(shè)計(jì)一個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響。

（1）稀硫酸與鋅反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

（2）因?yàn)闅錃獠灰兹苡谒�，可以通過(guò)壓強(qiáng)的變化利用排水法把水壓入量筒內(nèi)，根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積，所以進(jìn)氣管是短管f；

（3）二氧化碳會(huì)與水反應(yīng)，所以用該收集CO2，并測(cè)量生成的CO2氣體的體積，其中在水面上放一層植物油目的是：防止二氧化碳與水反應(yīng)；

（4）要比較不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸對(duì)反應(yīng)快慢的影響，其中的鋅的狀態(tài)保持不變，選擇不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸，看產(chǎn)生氫氣的快慢，因此可以選擇①③或②④；

（5）通過(guò)①③（都是鋅粒，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同），可以看出：硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快；通過(guò)①②（鋅粒和鋅片與質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的硫酸反應(yīng)）可以看出：鋅與硫酸的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；

（6）從表格可以看出反應(yīng)由慢到快然后逐漸減慢；因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)放出熱量，反應(yīng)速度加快，但隨著硫酸被消耗，硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小，反應(yīng)速度又逐漸減慢；

（7）如設(shè)計(jì)溫度對(duì)反應(yīng)快慢的影響，具體的操作為：取質(zhì)量相等的鋅粒分別放入兩只試管中，然后分別加入溫度不同，體積和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸，測(cè)量收集等體積的氫氣所需要的時(shí)間。