Question

【題目】小華同學(xué)在探究金屬與酸反應(yīng)時(shí)，將鋁片、鋅片打磨后，分別投入盛有等體積、等濃度稀鹽酸的試管中，觀察到鋁與稀鹽酸反應(yīng)較鋅與稀鹽酸反應(yīng)快。

（提出問題）金屬與鹽酸反應(yīng)快慢，除與金屬的種類有關(guān)外，還受哪些因素的影響呢？

（猜想與假設(shè)）a．可能與鹽酸的濃度有關(guān)；b．可能與反應(yīng)時(shí)的溫度有關(guān)；c．你的猜想是_____。

（設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)）小明利用如圖甲所示裝置，用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸和相同形狀的鋁片進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	鹽酸的濃度（均取20mL）	溫度/℃	記錄的數(shù)據(jù)
①	5%	30
②	10%	20
③	5%	20
④	10%	30

（交流討論）（1）請寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。

（2）實(shí)驗(yàn)前小明先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，再將注射器活塞往右拉，松手后，觀察到注射器活塞回到原處。小明進(jìn)行該操作的目的是_____。

（分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論）

（3）實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)可能是：_____；

對比實(shí)驗(yàn)②③可知_____ 對金屬與酸反應(yīng)的速率的影響

（4）實(shí)驗(yàn)表明，四次實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)的速率由快到慢依次為④、②、①、③．根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)分析，如果鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，溫度為25℃，則所記錄數(shù)據(jù)應(yīng)該介于_____兩次實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)之間。

（拓展延伸）

（5）小明進(jìn)行鋁與稀鹽酸反應(yīng)時(shí)，試管外壁發(fā)燙，并測得實(shí)驗(yàn)過程中生成氫氣的體積隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示，根據(jù)曲線歸納鋁與稀鹽酸反應(yīng)速率的變化規(guī)律：_____

（6）研究小組同學(xué)對鋁和稀鹽酸的反應(yīng)進(jìn)行再探究。將橡皮塞連接氣體壓力傳感器，燒瓶中放入鋁片和稀鹽酸，塞緊瓶塞并打開儀器，一段時(shí)間后，得到如丙圖所示的氣體壓強(qiáng)與時(shí)間的關(guān)系曲線圖。

AB段氣體壓力變化不明顯的原因是：_____。

CD段氣體壓力逐漸下降的原因是：_____。

Answer 1

【答案】與金屬與酸的接觸面積 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ 檢查裝置氣密性 相同時(shí)間內(nèi)注射器中收集到氣體的體積（或注射器中收集相同體積氣體所用的時(shí)間） 鹽酸的濃度 實(shí)驗(yàn)②與實(shí)驗(yàn)④ 開始由慢變快，一段時(shí)間后，由快變慢 鋁表面的氧化鋁先與鹽酸反應(yīng) 到C點(diǎn)，反應(yīng)完成，氣體體積最大，并且該反應(yīng)放熱，所以反應(yīng)結(jié)束后，隨著溫度降低，氣體體積減小，壓力逐漸下降

【解析】

[猜想與假設(shè)]金屬的種類、鹽酸的濃度、反應(yīng)時(shí)的溫度、金屬與酸的接觸面積對金屬與鹽酸反應(yīng)快慢可能都會產(chǎn)生影響；故填：與金屬與酸的接觸面積（答案合理即可）；

[交流討論]（1）鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣；故填：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；

（2）實(shí)驗(yàn)前小明先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，再將注射器活塞往右拉，松手后，觀察到注射器活塞回到原處。小明進(jìn)行該操作的目的是檢查裝置氣密性；故填：檢查裝置氣密性；

（3）該實(shí)驗(yàn)是比較化學(xué)反應(yīng)速率，所以記錄的數(shù)據(jù)是相同時(shí)間內(nèi)注射器中收集到氣體的體積或注射器中收集相同體積氣體所用的時(shí)間；故填：相同時(shí)間內(nèi)注射器中收集到氣體的體積（或注射器中收集相同體積氣體所用的時(shí)間）；

實(shí)驗(yàn)②③反應(yīng)溫度相同、鋁片的形狀相同，只有酸的濃度不同，所以是探究鹽酸的濃度對金屬與酸反應(yīng)的速率的影響；故填：鹽酸的濃度；

（4）鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，溫度為25℃，則所記錄數(shù)據(jù)應(yīng)該介于實(shí)驗(yàn)②與實(shí)驗(yàn)④之間，故填：實(shí)驗(yàn)②與實(shí)驗(yàn)④；

（5）根據(jù)坐標(biāo)中的曲線變化可以看出，反應(yīng)開始由慢變快，一段時(shí)間后，由快變慢，這是因?yàn)殇\與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量使溫度升高，開始時(shí)溫度升高對反應(yīng)速率的影響較鹽酸濃度變小對反應(yīng)速率影響更大，一段時(shí)間后，鹽酸濃度減小對反應(yīng)速率的影響較溫度升高對反應(yīng)速率的影響更大，故填：開始由慢變快，一段時(shí)間后，由快變慢；

（6）鋁在空氣表面會生成致密的氧化鋁薄膜，氧化鋁會先與鹽酸反應(yīng)，隨著時(shí)間的推移，鹽酸的濃度會逐漸降低，所以AB段氣體壓力變化不明顯的原因是：鋁表面的氧化鋁先與鹽酸反應(yīng)；CD段氣體壓力逐漸下降的原因是：到C點(diǎn)，反應(yīng)完成，氣體體積最大，并且該反應(yīng)放熱，所以反應(yīng)結(jié)束后，隨著溫度降低，氣體體積減小，壓力逐漸下降；故填：鋁表面的氧化鋁先與鹽酸反應(yīng)；到C點(diǎn)，反應(yīng)完成，氣體體積最大，并且該反應(yīng)放熱，所以反應(yīng)結(jié)束后，隨著溫度降低，氣體體積減小，壓力逐漸下降。