Question

12．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)行了探究．
【提出問題】金屬與鹽酸反應(yīng)劇烈程度受哪些因素的影響？
【作出猜想】a、可能與金屬本身的性質(zhì)有關(guān)
b、可能與鹽酸的濃度有關(guān)
【設(shè)計(jì)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a，小組同學(xué)分別在兩支試管中放入相同質(zhì)量的鋅片和鐵片，然后分別加入相同濃度和質(zhì)量的稀鹽酸，觀察到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，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；．從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷：金屬活動性Zn＞Fe（填“＜”“=”“＞”）．
得出結(jié)論：金屬與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關(guān)，金屬的活動性與反應(yīng)的劇烈程度的關(guān)系是金屬活動性越強(qiáng)，反應(yīng)的程度越劇烈．
實(shí)驗(yàn)（2）為探究猜想b，小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中注射器的作用是量取生成氣體的體積．所用藥品，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)編號	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
Ⅰ	鋅片	15%	2.9	16.9	11.0	9.2	7.6	48.5
Ⅱ	鋅片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

得出結(jié)論：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)系是鹽酸濃度越大，反應(yīng)程度越劇烈．
【反思評價】根據(jù)表一中實(shí)驗(yàn)Ⅱ數(shù)據(jù)分析，請描述鋅與鹽酸發(fā)生反應(yīng)快慢的變化情況并解釋原因鋅與鹽酸反應(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
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固體的表面積．（寫出一條即可）
【拓展延伸】很多金屬不僅能與酸反應(yīng)，也能與鹽溶液反應(yīng)，將鐵棒放入硫酸銅溶液中，在鐵棒上析出紅色物質(zhì)，過一段時間后，取出鐵棒稱量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量比原來增加4g，則生成銅的質(zhì)量為32g．

Answer 1

分析 【設(shè)計(jì)探究】金屬與酸的反應(yīng)為置換反應(yīng)，符合A（單質(zhì)）+BC=C（單質(zhì)）+AB，故可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)方程式；
根據(jù)題中的信息解答；
得出結(jié)論：根據(jù)金屬的活動性順序，金屬的活動性與反應(yīng)的劇烈程度的關(guān)系是活動性較強(qiáng)的金屬與酸反應(yīng)更劇烈；
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：根據(jù)表中信息解答；
【反思評價】根據(jù)表中信息解答；猜想是研究反應(yīng)的劇烈程度與酸的濃度有關(guān)，其它條件不變，取用的是不同濃度的足量鹽酸溶液．
【拓展延伸】發(fā)生反應(yīng)Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄，根據(jù)固體質(zhì)量差計(jì)算參加反應(yīng)Cu的質(zhì)量．

解答 解：【設(shè)計(jì)探究】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；如鋅與鹽酸反應(yīng)：反應(yīng)物為鋅與鹽酸，生成物為氯化鋅與氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，故正確書寫化學(xué)方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式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，金屬活動性Zn＞Fe；
得出結(jié)論：金屬活動性越強(qiáng)，反應(yīng)的程度越劇烈；
實(shí)驗(yàn)（2）注射器的作用是量取產(chǎn)生氣體的體積；
得出結(jié)論：根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可以看出，鹽酸濃度越大，反應(yīng)程度越劇烈；
【反思評價】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)的劇烈程度可能受固體的表面積、反應(yīng)物的狀態(tài)、催化劑的影響；
【拓展延伸】
設(shè)生成Cu的質(zhì)量為x，則：
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ 質(zhì)量增加△m
56               64                  8
                  x                    4g
$\frac{64}{x}=\frac{8}{4g}$
m=32g
故答案為：
【設(shè)計(jì)探究】Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；＞；
得出結(jié)論：金屬活動性越強(qiáng)，反應(yīng)的程度越劇烈； 
實(shí)驗(yàn)（2）：量取生成氣體的體積；
得出結(jié)論：鹽酸濃度越大，反應(yīng)程度越劇烈；
【反思評價】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；
固體的表面積．
【拓展延伸】32g．

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，問題就會迎刃而解．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．