Question

某課外小組在研究金屬與酸的化學(xué)反應(yīng)時，設(shè)計了以下三個實驗．
（1）不同金屬與酸反應(yīng)的速率不同．
取質(zhì)量相等的鐵片和鋅片，分別放入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的足量稀鹽酸中，生成氫氣的質(zhì)量（m）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系曲線如圖1所示．
①鋅比鐵的金屬活動性______．（填“強”或“弱”）
②B表示的金屬是______，請寫出金屬B與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）金屬與不同質(zhì)量分數(shù)的鹽酸反應(yīng)的快慢不同．取質(zhì)量相等的鋅片，分別放入5%、20%的足量稀鹽酸中．實驗表明鹽酸濃度越大，反應(yīng)速率越快．5%的鹽酸與鋅片反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量（m）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系曲線如圖2所示．請在該圖上用虛線“…”補畫出20%的鹽酸與鋅片反應(yīng)m與t的關(guān)系曲線．
（3）溫度對金屬與鹽酸反應(yīng)速率也有影響．實驗表明，溫度越高，鹽酸與金屬反應(yīng)的速率越快．請你設(shè)計一個實驗方案證明這一結(jié)論．你的方案是______．

Answer 1

解：（1）①依據(jù)金屬活動性順序表可知鋅的活動性比鐵強；
②因為同價態(tài)金屬與酸反應(yīng)時生成的氫氣量與其相對原子質(zhì)量呈反比，所以取質(zhì)量相等的鐵片和鋅片，分別放入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的足量稀鹽酸中時鋅生成的氫氣量小，所以B是鋅，與鹽酸反應(yīng)的方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（2）由于鹽酸濃度越大，反應(yīng)速率越快，所以放入到20%的鹽酸中時鋅與鹽酸反應(yīng)的速度要比放入到5%的鹽酸中快，所以反應(yīng)完全的時間要短，但氫氣量沒有變化．
（3）要想證明溫度對金屬與鹽酸反應(yīng)速率也有影響，就需要對實驗中除溫度以外的其它條件進行控制，創(chuàng)設(shè)相同的條件（溫度不同），可進行如下設(shè)計：取兩個燒杯，分別加入等質(zhì)量的同種金屬，再分別加入質(zhì)量相等的足量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的稀鹽酸，對其中一個燒杯加熱．可以觀察到溫度越高，氣泡生成的越快，即鹽酸與金屬反應(yīng)的速率越快，．
故答案為：（1）①強；②鋅或Zn； Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（2）如圖；
（3）取兩個燒杯，分別加入等質(zhì)量的同種金屬，再分別加入質(zhì)量相等的足量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的稀鹽酸，對其中一個燒杯加熱．可以觀察到溫度越高，鹽酸與金屬反應(yīng)的速率越快．
分析：（1）①依據(jù)金屬活動性順序的情況分析；
②依據(jù)同價態(tài)金屬與酸反應(yīng)時生成的氫氣量與其相對原子質(zhì)量呈反比分析判斷；
（2）依據(jù)題干中關(guān)于鹽酸濃度越大，反應(yīng)速率越快的原理對金屬與酸反應(yīng)時的圖象進行繪制即可；
（3）要想證明溫度對金屬與鹽酸反應(yīng)速率也有影響就需要對實驗中除溫度以外的其它條件進行控制，創(chuàng)設(shè)相同的條件（溫度不同），只有這樣才能合理的得出結(jié)論．
點評：此題是一道實驗探究題，主要是考查了金屬與酸的反應(yīng)，只要掌握了金屬與酸的反應(yīng)規(guī)律以及控制變量法進行實驗，便能順利解題．