Question

18．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，然后分別加入相同嘗試和質(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Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑、Zn+2HCl=ZnCl₂+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)（金屬活動性越強(qiáng)，反應(yīng)越劇烈）．
實(shí)驗(yàn)（2）為探究猜想b，小組同學(xué)設(shè)計如圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中注射器的作用是通過注射器往右移動的體積判斷生成氫氣的體積．所用藥品，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

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)系是其他條件相同時，鹽酸濃度越大，反應(yīng)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由慢到快然后逐漸減慢；鋅與稀鹽酸反應(yīng)放熱，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，所以速度越來越快，一段時間后，鹽酸被消耗，鹽酸濃度變小，反應(yīng)速率減慢．
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（寫一條即可）．
【拓展延伸】很多金屬不僅能與酸反應(yīng)，也能與鹽酸溶液反應(yīng)，現(xiàn)將a g鐵釘投入到CuSO₄溶液中，反應(yīng)一段時間后，將固體取出洗凈、烘干，稱重為b g，則生成銅的質(zhì)量為8（b-a）g．

Answer 1

分析 【設(shè)計探究】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：根據(jù)金屬的活動性順序，分析金屬的活動性與反應(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：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】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)控制變量法結(jié)合影響反應(yīng)速率的因素進(jìn)行設(shè)計實(shí)驗(yàn)；
【拓展延伸】根據(jù)反應(yīng)前后固體的質(zhì)量增加求出生成銅的質(zhì)量即可．

解答 解：【設(shè)計探究】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，鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；鋅與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+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，因此金屬活動性強(qiáng)弱為：Zn＞Fe；
得出結(jié)論：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的體積判斷生成氫氣的體積；
得出結(jié)論：根據(jù)表格信息可知，其他條件相同時，鹽酸濃度越大，反應(yīng)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m，則：
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ 質(zhì)量增加△m
56              64                8
 ag             m            （b-a）g
$\frac{64}{m}=\frac{8}{（b-a）g}$
m=8（b-a）g
故答案為：【設(shè)計探究】Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑、Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；＞；
金屬與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關(guān)（金屬活動性越強(qiáng)，反應(yīng)越劇烈）；
實(shí)驗(yàn)（2）通過注射器往右移動的體積判斷生成氫氣的體積；
得出結(jié)論：其他條件相同時，鹽酸濃度越大，反應(yīng)越劇烈；
【反思評價】由慢到快然后逐漸減慢；鋅與稀鹽酸反應(yīng)放熱，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，所以速度越來越快，一段時間后，鹽酸被消耗，鹽酸濃度變小，反應(yīng)速率減慢．固體的表面積；
【拓展延伸】8（b-a）g．

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)計實(shí)驗(yàn)，也考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力．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．