Question

15．為了探究金屬與酸反應的速率與哪些因素有關，小谷進行了以下實驗探究：
【實驗方案】

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
①將足量鐵粉與鋅粉分別放入10%100mL稀硫酸中，觀察現(xiàn)象	產生氣泡速率： Fe＞Zn	反應速率與反應物的金屬的活動性強弱有關
②將等質量鋅粉與鋅片分別放入10%100mL稀硫酸中，觀察現(xiàn)象	產生氣泡速率： 鋅粉＞鋅片	反應速率與反應物的接觸面積大小有關

【發(fā)現(xiàn)問題】在同一反應中其速率也不一樣．
【繼續(xù)探究】
小谷對鋅粉與稀硫酸反應過程中速率的變化情況進行探究．
在100mL稀硫酸中加入足量的鋅粉，用下圖裝置收集并測量氫氣體積，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：

時間（min）	1	2	3	4	5
氫氣體積	50	120	232	290	310

【討論】
（1）實驗中測定反應產生氫氣體積的實驗裝置如圖，其中量筒的作用是根據(jù)進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積．
（2）實驗數(shù)據(jù)反映，鋅與稀硫酸反應的速率是先逐漸加快，一定時間后反應速率逐漸減慢，其原因是隨著反應的進行，硫酸的濃度變小，反應速率變慢．
（3）若反應太劇烈了，操作難以控制，為了減緩反應速率但又不減少產生氫氣的質量，可在硫酸溶液中加入適量的AB（多選）
A．蒸餾水    B．Na₂SO₄溶液    C．Na₂CO₃溶液    D．CuO．

Answer 1

分析 【實驗方案】】根據(jù)實驗現(xiàn)象以及實驗結論進行解答；
【討論】（1）根據(jù)氫氣的密度小于水的密度且難溶于水進行解答；
（2）根據(jù)隨著反應的進行，硫酸的濃度變小，反應速率變慢進行解答；
（3）根據(jù)反應的快慢與反應物的濃度有關，且反應物的濃度越小，反應速率越慢進行解答．

解答 解：【實驗方案】

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
①將足量鐵粉與鋅粉分別放入10%100mL稀硫酸中，觀察現(xiàn)象	產生氣泡速率：Fe＜Zn	反應速率與反應物的金屬活動性強弱有關
②將等質量鐵粉與鋅片分別放入10%100mL稀硫酸中，觀察現(xiàn)象	產生氣泡速率：鋅粉＞鋅片	反應速率與反應物的接觸面積大小有關

；
【討論】（1）氫氣的密度小于水的密度且難溶于水，所以實驗中測定反應產生氫氣的體積可選用的裝置是 c，其中量筒的作用時根據(jù)進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積；
（2）實驗數(shù)據(jù)反應，鋅與稀硫酸反應的速率是先逐漸加快，一定時間后反應速率逐漸減慢，其原因是：隨著反應的進行，硫酸的濃度變小，反應速率變慢；
（3）根據(jù)反應的快慢與反應物的濃度有關，且反應物的濃度越小，反應速率越慢，所以為了減緩反應速率但又不減少產生氫氣的質量，可在硫酸溶液中加入適量的蒸餾水和硫酸鈉溶液，而碳酸鈉和氧化銅都會硫酸反應，會使得生成的氫氣減少．
故答案為：【實驗方案】①金屬活動性強弱； ②鋅粉＞鋅片；
【討論】（1）c；根據(jù)進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積；
（2）隨著反應的進行，硫酸的濃度變小，反應速率變慢；
（3）AB．

點評 本題通過對比實驗結果的分析，找到事物的內在聯(lián)系，考查了學生分析問題的能力，同時也是對影響反應速率因素這一知識點的重點考查．此題是對制氫氣的探究，分析時采用控制變量的方法對問題進行分析是解決此類題常用的方式．