Question

12．（1）化學(xué)小組同學(xué)用下列儀器和試劑，驗(yàn)證金屬與鹽酸反應(yīng)速率的影響因素．
實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯、石棉網(wǎng)、酒精燈、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、鑷子、量筒、天平等．
實(shí)驗(yàn)試劑：鋅片、鐵片、鎂片．溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、20%的鹽酸．
①不同金屬與酸反應(yīng)的快慢不同
取質(zhì)量相等的鎂、鋅、鐵中兩種金屬，分別放入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量稀鹽酸中，生成氫氣的質(zhì)量（m）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系曲線
如圖1所示．則線B對(duì)應(yīng)的金屬為Zn對(duì)應(yīng)的金屬與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
②同種金屬與不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸反應(yīng)的快慢不同
取兩份質(zhì)量相等的鋅片，分別放入5%和20%的足量稀鹽酸中，生成氫氣的質(zhì)量為m，反應(yīng)時(shí)間為t．
對(duì)比5%和20%的稀鹽酸分別與鋅片反應(yīng)情況，下列關(guān)系曲線正確的是圖2中的C（填字母序號(hào)）．

實(shí)驗(yàn)表明，鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，與金屬反應(yīng)的速率越快．
③溫度對(duì)金屬與鹽酸反應(yīng)速率也有影響，且實(shí)驗(yàn)表明，溫度越高，鹽酸與金屬反應(yīng)的速率越快．請(qǐng)用控制變量的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證以上結(jié)論，實(shí)驗(yàn)方案為取兩份質(zhì)量相等的鐵片，分別放入盛有5%的足量稀鹽酸的燒杯中，將其中一只燒杯里溶液加熱，觀察兩只燒杯中產(chǎn)生氣泡的快慢．
（2）同學(xué)們做完實(shí)驗(yàn)后，將含有CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂的廢液倒在廢液缸里，如果將廢液直接排放，就會(huì)造成水污染．于是幾位同學(xué)利用課余時(shí)間處理廢液，回收工業(yè)重要原料氯化鋅和有關(guān)金屬．實(shí)驗(yàn)過程如圖3所示．
請(qǐng)回答：
濾液A和濾液B含有的一種相同溶質(zhì)的化學(xué)式是ZnCl₂；
②寫出步驟①反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+CuCl₂═ZnCl₂+Cu；
③檢驗(yàn)步驟④中加入的稀硫酸是否過量的方法是Zn+FeCl₂═Fe+ZnCl₂．

Answer 1

分析 （1）①可從反應(yīng)速率和氫氣生成量?jī)傻姆矫鎭砼袛�，鎂、鋅的反應(yīng)速率要比鐵快，由關(guān)系式計(jì)算可知m克鐵生成m/28克氫氣，m克鋅可生成m/32克氫氣，m克鎂可生成m/12克氫氣，鎂反應(yīng)最快生成氫氣最多；鋅反應(yīng)比鐵快生成氫氣最少；鐵反反應(yīng)最慢生成氫氣量居中．
②反應(yīng)物種類相同時(shí)反應(yīng)物濃度高反應(yīng)速率快，20%的鹽酸比5%的鹽酸反應(yīng)速率快．
③可設(shè)計(jì)反應(yīng)物相同，一個(gè)加熱，一個(gè)不加熱的實(shí)驗(yàn)來比較反應(yīng)速率．
（2）CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂混合物與鋅粉反應(yīng)生成Cu、Fe和ZnCl₂溶液，經(jīng)過濾磁鐵吸附可把鐵，銅和氯化亞鐵溶液分開．

解答 解：（1）①鎂、鋅的反應(yīng)速率要比鐵快，并且由化學(xué)方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑ Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑ Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑可知m克鐵生成m/28克氫氣，m克鋅可生成m/32克氫氣，m克鎂可生成m/12克氫氣．圖中B線反應(yīng)快生成氫氣少，可知對(duì)應(yīng)的金屬為鋅；A線反應(yīng)速率比鋅慢可知為鐵，故答案為：Zn、Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
②反應(yīng)物種類相同時(shí)反應(yīng)物濃度高反應(yīng)速率快，20%的鹽酸比5%的鹽酸反應(yīng)速率快，可排除A、D；取質(zhì)量相同的鋅片生成的氫氣質(zhì)量相同故排除B，因此答案為：C；
③可設(shè)計(jì)反應(yīng)物相同，一個(gè)加熱，一個(gè)不加熱的實(shí)驗(yàn)來比較反應(yīng)速率，故答案為：取兩份質(zhì)量相等的鐵片，分別放入盛有5%的足量稀鹽酸的燒杯中，將其中一只燒杯里溶液加熱，觀察兩只燒杯中產(chǎn)生氣泡的快慢．
（2）①CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂混合物與鋅粉反應(yīng)生成Cu、Fe和ZnCl₂溶液，經(jīng)過濾，把銅、鐵和鋅固體與ZnCl₂溶液分開，濾液A為 ZnCl₂溶液，磁鐵吸附可把鐵和銅、鋅分開，因?yàn)椴襟E④后生成了銅，所以D為銅和乘余的鋅粉，固體C為鐵，鋅粉與過量稀鹽酸反應(yīng)生成ZnCl₂溶液故答案為：ZnCl₂
②通過對(duì)①的分析可知答案為：Zn+CuCl₂═ZnCl₂+Cu；
③如果步驟④中鹽酸不過量那么仍有鋅粉存在，與淺綠色的FeCl₂溶液反應(yīng)溶液退色，如果鹽酸過量則溶液不退色．故答案為：Zn+FeCl₂═Fe+ZnCl₂

點(diǎn)評(píng) 該題通過鋅、鐵、鎂與鹽酸之間的反應(yīng)考查了反應(yīng)速率的知識(shí)點(diǎn)，并通過回收有用原料增加了學(xué)生節(jié)約藥品和愛護(hù)環(huán)境的意識(shí)．