Question

某研究性活動(dòng)小組用鎂粉、鹽酸、醋酸設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，對(duì)兩種酸分別與鎂粉反應(yīng)的速率和電離平衡進(jìn)行研究．實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖（夾持固定裝置已略去），正確操作得到如表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

A燒瓶中	B燒瓶中	20℃、101kPa量筒（50ml）內(nèi)氣體體積	反應(yīng)時(shí)間
			A瓶	B瓶
40ml0.1mol/L CH3COOH溶液	40ml0.1mol/L 鹽酸溶液	5ml	t（a1）=155s	t（b1）=7s
		10ml	t（a2）=310s	t（b2）=16s
		15ml	t（a3）=465s	t（b3）=30s
		20ml	t（a4）=665s	t（b4）=34s

分析數(shù)據(jù)，觀察實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問(wèn)題：
（1）組裝完成后，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)該裝置在設(shè)計(jì)上存在明顯缺陷，根本無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)，甚至存在危險(xiǎn)，缺陷在于

 

，經(jīng)小組研究后，稍作改進(jìn)就可以繼續(xù)實(shí)驗(yàn)了，改進(jìn)方法是

 

．
（2）改進(jìn)裝置后，如何檢查其中一側(cè)裝置的氣密性

 

．
（3）欲準(zhǔn)確配制100ml0.10mol/L的鹽酸，除需要燒杯、酸式滴定管之外，還需要用到的玻璃儀器有

 

．
（4）t（a₁）＞t（b₁）的原因是

 

．
（5）請(qǐng)解釋t（b₃）-t（b₂）值比t（b₄）-t（b₃）值大的原因是

 

．
（6）該實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論（最少答出兩點(diǎn)）
①

 

②

 

③

 

（7）實(shí)驗(yàn)室用過(guò)量鋅與鹽酸制取氫氣時(shí)，若要減慢反應(yīng)速率而不影響產(chǎn)生氫氣的量，可以加入

 

A 冰醋酸   B 醋酸鈉固體  C 石灰石    D 銅  E 燒堿  F 水   G 食鹽溶液．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)裝置中量筒密封可能導(dǎo)致的事故來(lái)回答；
（2）根據(jù)氣體的熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規(guī)格的容量瓶以及玻璃棒；
（4）物質(zhì)的量濃度大小影響化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)而會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間；
（5）t（b₃）-t（b₂）值比t（b₄）-t（b₃）大說(shuō)明反應(yīng)速率慢，根據(jù)該反應(yīng)放熱及溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響分析；
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合鹽酸和醋酸的性質(zhì)得出結(jié)論；
（7）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及題干要求“要減慢反應(yīng)速率而不影響產(chǎn)生氫氣的量”進(jìn)行解答．

解答：解：（1）在裝置中，A、B兩個(gè)量筒口用膠塞密封，這樣反應(yīng)產(chǎn)生的H₂會(huì)造成壓強(qiáng)過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn)，可以將A、B量筒口的膠塞去掉，
故答案為：A、B兩個(gè)量筒口用膠塞密封，反應(yīng)產(chǎn)生的H₂會(huì)造成壓強(qiáng)過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn)[或密封的量筒內(nèi)氣壓隨反應(yīng)開(kāi)始后不斷增大，會(huì)造成燒瓶或量筒因壓強(qiáng)過(guò)大將膠塞推出；除去A、B量筒口的膠塞；
（2）裝置氣密性的檢驗(yàn)方法：將導(dǎo)管口放入水槽中，用手捂住燒瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，松開(kāi)手后導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱，證明裝置不漏氣，
故答案為：用手握住其中一個(gè)燒瓶，看對(duì)應(yīng)量筒中導(dǎo)管出口處是否有氣泡冒出，松開(kāi)手，看導(dǎo)管中液面高度是否高過(guò)水槽的液面高度．若有，則不漏氣，反之漏氣；
（3）欲配制100mL實(shí)驗(yàn)所需濃度的鹽酸，所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規(guī)格的容量瓶以及玻璃棒，所以還缺少：100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管，
故答案為：100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管；
（4）開(kāi)始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]，所以a₁的反應(yīng)速率小于b₁，即t（a₁）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于t（b₁），
故答案為：同濃度的醋酸與鹽酸，氫離子濃度前者小得多，與鎂反應(yīng)前者慢得多；
（5）由于反應(yīng)過(guò)程中放出熱量，導(dǎo)致溫度較高，反應(yīng)速度加快，所以t（b₃）-t（b₂）值比t（b₄）-t（b₃）值大，
故答案為：反應(yīng)放熱，溫度較高，反應(yīng)速度加快；
（6）金屬和酸的化學(xué)反應(yīng)速率取決于溶液中氫離子的濃度，相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應(yīng)時(shí)，開(kāi)始階段，鹽酸中氫離子濃度大，所以鹽酸開(kāi)始反應(yīng)速率大，過(guò)一段時(shí)間后，由于醋酸的電離平衡的右移，導(dǎo)致醋酸較鹽酸反應(yīng)速率的快，說(shuō)明鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì)，醋酸是弱電解質(zhì)（存在電離平衡）；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，
故答案為：同濃度的鹽酸和醋酸分別和鎂反應(yīng)，鹽酸反應(yīng)快；醋酸比鹽酸難電離；反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速度越快；溫度越高，反應(yīng)速度越快．
（7）A 加入冰醋酸，增大了氫離子濃度和氫離子的物質(zhì)的量，反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生的氫氣增加，故A錯(cuò)誤；
B 加入醋酸鈉固體，氫離子與醋酸根離子反應(yīng)生成弱電解質(zhì)醋酸，氫離子濃度減小，反應(yīng)速率減小，還不影響產(chǎn)生的氫氣的量，故B正確； 
C 石灰石，消耗了氫離子，使生成的氫氣的物質(zhì)的量減小，故C錯(cuò)誤；
D 銅，鋅與銅形成了原電池，加快了反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；
E 燒堿，消耗了氫離子，使產(chǎn)生的氫氣的量減小，故E錯(cuò)誤；
F 水，加入水，氫原子濃度減小，反應(yīng)速率減小，產(chǎn)生氫氣的量不變，故F正確；
G 食鹽溶液，使溶液中氫離子濃度減小，反應(yīng)速率減小，生成氫氣的量不變，故G正確；
故答案為：BFG．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究影響反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，本題是一道開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)探究題，要求學(xué)生具有較高的分析和解決問(wèn)題能力，綜合性較強(qiáng)．