Question

1．化學(xué)興趣小組對“鋅與稀硫酸反應(yīng)快慢的影響因素”進(jìn)行了探究．
【提出問題】鋅與稀硫酸反應(yīng)的快慢受哪些因素的影響呢？
【猜想與假設(shè)】①可能與稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)； ②可能與鋅的形狀有關(guān)．
【設(shè)計并實驗】興趣小組用100mL不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸和5g不同形狀的鋅進(jìn)行如下實驗（時間為3分鐘）．

編號	硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù) （均取20mL）	鋅的形狀 （均取1g）	氫氣的體積（mL） （均收集3分鐘）
1	20%	鋅粒	31.7
2	20%	鋅片	50.9
3	30%	鋅粒	61.7
4	30%	鋅片	79.9

（1）鋅與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）如圖所示裝置收集并測量氫氣的體積，則正確的鏈接順序是：氫氣→e f g（填導(dǎo)管口序號）．
【收集證據(jù)】
（3）要比較不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸對反應(yīng)快慢的影響，應(yīng)選擇的實驗編號是①③或②④．
【得出結(jié)論】依據(jù)上表得出的結(jié)論是相同條件下，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快或鋅與硫酸的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快．
【反思評價】
（4）下表是興趣小組第①組實驗根據(jù)前6分鐘記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)（每分鐘記錄一次產(chǎn)生氫氣的體積）．

時段 （均為1分鐘）	第1分鐘	第2分鐘	第3分鐘	第4分鐘	第5分鐘	第6分鐘
H2的體積/mL	3.1	16.7	11.9	9.6	7.6	6.0

請解釋鋅與稀硫酸反應(yīng)由快變慢的原因隨著硫酸被消耗，硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小，所以反應(yīng)速度由快變慢．
（5）鋅與硫酸反應(yīng)的快慢可能還會受溫度因素影響，如果用實驗驗證該因素對反應(yīng)快慢的影響，應(yīng)該控制溫度因素不同，而其他因素則相同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣進(jìn)行解答；
（2）為測定所收集氫氣的體積，則需要采用液體等量代換的方式，因此可以選用右圖這樣的裝置，短進(jìn)長出，讓里面的水等量流到量筒內(nèi)，通過量筒內(nèi)液體的體積判斷收集的氣體的體積；
（3）對比四個實驗，利用控制變量法選擇合適的對比組；
（3）通過不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸或不同形狀的鋅的產(chǎn)生氫氣的快慢得出結(jié)論；
（4）根據(jù)表格的數(shù)據(jù)總結(jié)產(chǎn)生的氫氣與時間的關(guān)系并分析原因；
（5）反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物接觸面積、有無催化劑等因素常影響化學(xué)反應(yīng)速率，利用控制變量的思想設(shè)計一個因素對反應(yīng)速率的影響．

解答 解：（1）鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）因為氫氣不易溶于水，可以通過壓強(qiáng)的變化利用排水法把水壓入量筒內(nèi)，根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積，故進(jìn)氣管是短管e，所以正確的鏈接順序是：氫氣→e→f→g；
（3）要比較不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸對反應(yīng)快慢的影響，其中的鋅的狀態(tài)保持不變，選擇不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸，看產(chǎn)生氫氣的快慢，因此可以選擇①③（都是鋅粒）或②④（都是鋅片）；通過①③（都是鋅粒，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同），可以看出：硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快；通過①②（鋅粒和鋅片與質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的硫酸反應(yīng)）可以看出：鋅與硫酸的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（4）從表格可以看出反應(yīng)由慢到快然后逐漸減慢；因為隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)放出熱量，反應(yīng)速度加快，但隨著硫酸被消耗，硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小，反應(yīng)速度又逐漸減慢；
（5）如設(shè)計溫度對反應(yīng)快慢的影響，具體的操作為：取質(zhì)量相等的鋅粒分別放入兩只試管中，然后分別加入溫度不同，體積和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸，測量收集等體積的氫氣所需要的時間．（只要有控制變量的意識即可）；
故答案為：（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；（2）e f g；
（3）①③或②④；相同條件下，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快或鋅與硫酸的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（4）隨著硫酸被消耗，硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小，所以反應(yīng)速度由快變慢．
（5）溫度；溫度．

點評 本題以影響產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)速率為實驗探究的形式考查了反應(yīng)物濃度、顆粒的大小、反應(yīng)溫度等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，重點在于培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力，注意控制變量的運用．