Question

【題目】控制變量法是科學(xué)探究中常用的方法。化學(xué)反應(yīng)的快慢常與外界條件有關(guān)，如溫度、壓強(qiáng)、催化劑、固體表面積等因素。以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的是探究化學(xué)反應(yīng)快慢與外界條件的關(guān)系。

Ⅰ．現(xiàn)有四份等質(zhì)量的鐵分別與足量的鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，圖1為隨著反應(yīng)時(shí)間的變化產(chǎn)生氣體體積V的關(guān)系曲線。四組實(shí)驗(yàn)條件分別是：

a.50℃、鐵粉 b.30℃、鐵粉 c.30℃、鐵絲 d.20℃、鐵絲

（1）請(qǐng)寫出鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____，該反應(yīng)進(jìn)行時(shí)會(huì)放出熱量。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)a和b對(duì)比，得出的結(jié)論是_____；若要比較金屬鐵的表面積對(duì)反應(yīng)快慢的影響，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)組別是_____。實(shí)驗(yàn)中觀察到產(chǎn)生氣體“逐漸變快又變慢”，請(qǐng)解釋“逐漸變快”的原因是_____。

Ⅱ．（3）常溫時(shí)，用足量的鐵、鋅、鎂三種金屬片分別與等量鹽酸反應(yīng)，圖2中，甲圖為實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置，乙圖為測(cè)得的產(chǎn)生氫氣的量（圖中壓強(qiáng)越大，表示產(chǎn)生氫氣的量越多）。

①該實(shí)驗(yàn)中，你認(rèn)為還需要控制的變量是_____；

②根據(jù)乙圖，得出反應(yīng)物的量與生成H2體積的關(guān)系是_____。

（4）若足量的鎂片與鹽酸反應(yīng)，測(cè)得產(chǎn)生H2的實(shí)際值比理論值偏大，請(qǐng)分析可能的原因（寫出一條即可）：

_____。

Answer 1

【答案】Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑； 相同條件下，溫度越高，金屬與酸反應(yīng)速率越快； bd 鐵與稀硫酸反應(yīng)放熱，反應(yīng)速率加快 ①金屬的顆粒大小；②足量的不同金屬分別與相同體積相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相同的酸充分反應(yīng)，生成氫氣質(zhì)量相等 反應(yīng)放熱，使氣體膨脹； 氫氣中混入了氯化氫氣體。

【解析】

（1）根據(jù)鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣進(jìn)行分析；

（2）利用控制變量法對(duì)不同小組的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析對(duì)比，得出正確結(jié)論；根據(jù)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度變小，反應(yīng)速率變慢進(jìn)行解答；

（3）①根據(jù)控制變量法進(jìn)行分析；②結(jié)合表格信息、圖象信息根據(jù)足量的不同金屬分別與相同體積相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相同的酸充分反應(yīng)，生成氫氣質(zhì)量相等進(jìn)行分析解答；

（4）考慮反應(yīng)放熱，使氣體膨脹；氫氣中混入了氯化氫氣體，進(jìn)行分析。

（1）根據(jù)鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；

（2）ab兩組實(shí)驗(yàn)其他條件均相同，唯有溫度不同，由此得出結(jié)論：相同條件下，溫度越高，金屬與酸反應(yīng)速率越快；bd兩組實(shí)驗(yàn)其他條件均相同，唯有金屬鐵的表面積不同，可用于比較金屬鐵的表面積對(duì)反應(yīng)快慢的影響；鐵與稀硫酸反應(yīng)放熱，反應(yīng)速率加快；

（3）①此處應(yīng)控制金屬顆粒的大小相同；

②由圖乙，你得出的反應(yīng)物的量與生成的氣體體積的關(guān)系是足量的不同金屬分別與相同體積相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相同的酸充分反應(yīng)，生成氫氣質(zhì)量相等；

(4)可能的原因有：①反應(yīng)放熱，使氣體膨脹。②氫氣中混入了氯化氫氣體。