Question

【題目】等質量的鐵粉與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測定在相同時間t產生氣體體積V的數據，根據數據繪制得到圖1。

組別	鹽酸的溶質質量分數	溫度（℃）
①	7	30
②	10	50
③	7	20
④	10	30

（1）請寫出鐵粉稀鹽酸反應的化學方程式。
（2）由實驗（填組別）可知，溫度對于金屬與酸反應速率的影響是。
（3）圖1中表示第3組實驗的曲線是。
（4）[進一步探究]圖甲、圖乙為利用數字化儀器測得的室溫下足量的三種金屬片分別與200ml100℅的稀鹽酸反應產生氫氣的量。（產生氫氣的量由氣體壓強表示，在等溫條件下，產生氫氣體積與裝置內壓強成正比）。

①實驗中你認為，還要控制的變量是。
②由圖乙，你得出的反應物的量與生成的氣體體積的關系是。
（5）[拓展提高]下圖為測得的室溫下足量的鎂片與20ml110℅的稀鹽酸反應產生氫氣的量與時間關系曲線，發現實驗測得的實際值比通過計算得到的理論值偏大，請分析可能的原因（至少答兩點）。

①。
②。

Answer 1

【答案】
（1）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑
（2）1、3或2、4；相同條件下，溫度越高，金屬與酸反應速度越快
（3）d
（4）金屬的顆粒大小；足量的不同金屬分別與相同的體積相同質量分數的相同的酸充分反應，生成氫氣質量相等
（5）反應放熱、使氣體膨脹；氫氣中混入了氯化氫氣體
【解析】(1)鐵粉溶解于稀鹽酸生成氯化亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；(2)要比較溫度對反應快慢的影響，就要選擇相同的金屬與相同濃度的鹽酸，在不同溫度下的反應，因此選擇的對比組是1、3或2、4；(3)①影響反應速率的外界因素除濃度、溫度及壓強外，金屬的顆粒大小也是主要影響因素，故還要控制的變量是金屬的顆粒大小；②由圖乙所示可知，當金屬過量時最終生成的氫氣量相等，即足量的不同金屬分別與相同的體積相同質量分數的相同的酸充分反應，生成氫氣質量相等。[拓展提高]由圖示可知氫氣的生成量，實際值比通過計算得到的理論值偏大，最有可能的原因是：①反應放熱、使氣體膨脹；②鹽酸有揮發性，氫氣中混入了氯化氫氣體。本題是控制變量法的具體應用，控制變量法是化學中常用的探究問題和分析解決問題的科學方法之一，這一方法可以使研究的問題簡單化。通過控制變量法可以對影響實驗結果的多個因素逐一進行探究，然后再總結出結論，這一思想是初中化學中的一種主要探究方式。(2)要比較溫度對反應快慢的影響，就應該選擇只有一個變量的組別，即就要選擇相同的金屬與相同濃度的鹽酸，在不同溫度下的反應，因此選擇的對比組是1、3或2、4；(3)①影響反應速率的外界因素還有金屬的顆粒大小；②由于金屬與酸反應所產生的氫氣全部來源于酸，所以由圖乙所示可知，當金屬過量時最終生成的氫氣量相等，即足量的不同金屬分別與相同的體積相同質量分數的相同的酸充分反應，生成氫氣質量相等。【拓展提高】可知氫氣的生成量，實際值比通過計算得到的理論值偏大，有可能是增加了新的氣體，有可能是氣體的體積膨脹了，所以原因是：①反應放熱、使氣體膨脹；②鹽酸有揮發性，氫氣中混入了氯化氫氣體。