Question

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

實驗步驟	現(xiàn)象	結(jié)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(chǎn)生氣泡速率：Fe＜Zn	反應(yīng)速率與反應(yīng)物的金屬活動性強(qiáng)弱有關(guān)
②將等質(zhì)量鋅粉與鋅片分別放入10%100mL稀硫酸中，觀察現(xiàn)象	產(chǎn)生氣泡速率：鋅粉＞鋅片	反應(yīng)速率與反應(yīng)物的接觸面積大小有關(guān)

【發(fā)現(xiàn)問題】在同一反應(yīng)中速率也不一樣．
【繼續(xù)探究】小谷對鋅粉一稀硫酸反應(yīng)過程中速率的變化情況進(jìn)行探究．在100mL稀硫酸中加入足量的鋅粉，用下圖中的一種裝置收集并測量氫氣的體積．記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：

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

【討論】（1）實驗中測定反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積可選用的裝置是c（填序號），其中量筒的作用時根據(jù)進(jìn)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(yīng)，鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率是先逐漸加快，一定時間后反應(yīng)速率逐漸減慢，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度變小，反應(yīng)速率變慢；
（3）若反應(yīng)太劇烈，操作難以控制，為了減緩反應(yīng)速率但又不減少產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量，可在硫酸溶液中加入適量的（多選）AB．
A．蒸餾水  B．Na₂SO₄溶液  C．Na₂CO₃ D．CuO．

Answer 1

分析 【實驗方案】根據(jù)實驗現(xiàn)象以及實驗結(jié)論進(jìn)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(jìn)行解答；
（2）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）根據(jù)反應(yīng)的快慢與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，且反應(yīng)物的濃度越小，反應(yīng)速率越慢進(jìn)行解答．

解答 解：【實驗方案】

實驗步驟	現(xiàn)象	結(jié)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(chǎn)生氣泡速率：Fe＜Zn	反應(yīng)速率與反應(yīng)物的金屬活動性強(qiáng)弱有關(guān)
②將等質(zhì)量鋅粉與鋅片分別放入10%100mL稀硫酸中，觀察現(xiàn)象	產(chǎn)生氣泡速率：鋅粉＞鋅片	反應(yīng)速率與反應(yīng)物的接觸面積大小有關(guān)

【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(yīng)產(chǎn)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(jìn)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(yīng)，鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率是先逐漸加快，一定時間后反應(yīng)速率逐漸減慢，其原因是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度變小，反應(yīng)速率變慢；
（3）根據(jù)反應(yīng)的快慢與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，且反應(yīng)物的濃度越小，反應(yīng)速率越慢，所以為了減緩反應(yīng)速率但又不減少產(chǎn)生氫氣的質(zhì)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(yīng)，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(qiáng)弱；②鋅粉＞鋅片；
【討論】（1）c；根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積；
（2）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度變小，反應(yīng)速率變慢；
（3）AB．

點評 本題通過對比實驗結(jié)果的分析，找到事物的內(nèi)在聯(lián)系，考查了學(xué)生分析問題的能力，同時也是對影響反應(yīng)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(jìn)行分析是解決此類題常用的方式．