Question

5．化學(xué)興趣小組的同學(xué)對“影響金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度的因素”進(jìn)行探究．
【提出問題】金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度受哪些因素的影響？
【作出猜想】①可能與金屬本身的性質(zhì)有關(guān)；②可能與鹽酸的濃度有關(guān)
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)所用金屬均已用砂紙打磨．
【實(shí)驗(yàn)1】為探究猜想①，小亮同學(xué)設(shè)計(jì)如圖I所示的實(shí)驗(yàn)，觀察到放鋅片試管中產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，寫出鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷：金屬活動(dòng)性Zn＞（填“＜”、“=”或“＞”）Fe；
【得出結(jié)論1】金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關(guān)．金屬活動(dòng)性與反應(yīng)的劇烈程度的關(guān)系是金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反應(yīng)的程度越劇烈．

【實(shí)驗(yàn)2】為探究猜想②，小紅同學(xué)設(shè)計(jì)如圖Ⅱ所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中注射器的作用是測量產(chǎn)生氫氣的體積；
所用藥品及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	選用金屬 （均取2g）	鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù) （均取50mL）	每分鐘產(chǎn)生氫氣的體積/mL
			1分鐘	1～2分鐘	2～3 分鐘	3～4分鐘	4～5分鐘	前5分鐘共收集氣體
1	鋅片	15%	2.9	16.9	11.9	9.2	7.6	48.5
2	鋅片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

【得出結(jié)論2】金屬與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的劇烈程度與鹽酸的濃度有關(guān)，其關(guān)系是鹽酸的濃度越大，反應(yīng)的程度越劇烈．
【反思評價(jià)】根據(jù)上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，請描述鋅與鹽酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體快慢的情況并解釋其原因鋅與鹽酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速率先快后慢；因?yàn)殇\與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以隨著溫度升高，產(chǎn)生氣體速率加快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體的速率變慢．
通過以上探究，你認(rèn)為金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度可能還受哪些因素的影響金屬表面積（或金屬的形狀或金屬純度或催化劑等）（寫一條即可）．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)1】金屬與酸的反應(yīng)為置換反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論；
【得出結(jié)論1】根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序，分析金屬的活動(dòng)性與反應(yīng)的劇烈程度的關(guān)系；
【實(shí)驗(yàn)2】根據(jù)注射器的作用是量取生成氣體的體積解答；
【得出結(jié)論2】根據(jù)表中信息結(jié)合濃度對反應(yīng)的影響分析解答；
【反思評價(jià)】根據(jù)表中信反應(yīng)的劇烈程度與酸的濃度有關(guān)，結(jié)合反應(yīng)的過程進(jìn)行分析；根據(jù)控制變量法分析影響反應(yīng)速率的因素．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)1】由題意知：反應(yīng)物、生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，正確書寫化學(xué)方程式，鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；放鋅片的試管中立即產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，因此金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱為：Zn＞Fe；
【得出結(jié)論1】金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關(guān)（金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反應(yīng)越劇烈）；
【實(shí)驗(yàn)2】注射器的作用是通過注射器往右移動(dòng)的體積判斷生成氫氣的體積；
【得出結(jié)論2】根據(jù)表格信息可知，其他條件相同時(shí)，鹽酸濃度越大，反應(yīng)越劇烈；
【反思評價(jià)】鋅與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因?yàn)殇\與鹽酸是放熱反應(yīng)，所以開始時(shí)溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應(yīng)的進(jìn)程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢；
金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度可能受溫度、金屬的顆粒大小、金屬的純度等因素的影響，可以利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
故答案為：【實(shí)驗(yàn)1】Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；＞；
【得出結(jié)論1】金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反應(yīng)的程度越劇烈；
【實(shí)驗(yàn)2】測量產(chǎn)生氫氣的體積；
【得出結(jié)論2】鹽酸的濃度越大，反應(yīng)的程度越劇烈；
【反思評價(jià)】鋅與鹽酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速率先快后慢；因?yàn)殇\與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以隨著溫度升高，產(chǎn)生氣體速率加快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體的速率變慢；金屬表面積（或金屬的形狀或金屬純度或催化劑等）．

點(diǎn)評 本考點(diǎn)主要考查了影響金屬與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)速率的因素的探究，還考查了在生產(chǎn)、生活及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題．從酸的濃度、金屬的活動(dòng)性和金屬的狀態(tài)等不同的角度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，也考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力．要認(rèn)真分析，綜合把握，問題就會(huì)迎刃而解．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．