Question

3．控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一種常用方法，如表是某課外興趣小組研究等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸和鋅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位），分析以下數(shù)據(jù)，回答下列問題：

序號(hào)	硫酸的體積/mL	鋅的質(zhì)量/g	鋅的形狀	溫度/℃	完全溶于酸的時(shí)間/s	生成硫酸鋅的質(zhì)量/g
①	50.0	2.0	薄片	15	200	m1
②	50.0	2.0	薄片	25	100	m2
③	50.0	2.0	顆粒	25	70	m3
④	50.0	2.0	顆粒	35	35	m4
⑤	50.0	2.0	粉末	25	t1	5.0
⑥	50.0	4.0	粉末	25	t2	m5
⑦	50.0	6.0	粉末	25	t3	14.9
⑧	50.0	8.0	粉末	25	t4	19.3
⑨	50.0	10.0	粉末	25	t5	m6
⑩	50.0	12.0	粉末	25	t6	19.3

（1）實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②表明溫度對(duì)反應(yīng)速率有影響，對(duì)這一規(guī)律進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)還有一組是③和④（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）．研究鋅的形狀對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，我們最好選取實(shí)驗(yàn)②、③和⑤（填3個(gè)實(shí)驗(yàn)序號(hào)）．上述實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑．
（2）下列數(shù)據(jù)推斷正確的是AD
A．t₁＜70  B．t₁＞t₄  C．m₁＜m₂   D．m₆=19.3
（3）若采用與實(shí)驗(yàn)①完全相同的條件，但向反應(yīng)窗口中滴加少量硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率明顯加快，原因是CuSO₄與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu，Cu與Zn形成銅鋅原電池，加快了H₂產(chǎn)生的速率．
（4）硫酸的物質(zhì)的量濃度是2.4mol/L，實(shí)驗(yàn)⑥生成的硫酸鋅的質(zhì)量m₅=9.9g．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②的外界條件只有溫度不同，其它因素完全相同，其不同點(diǎn)就是研究目的；
③和④中只有溫度相同其它因素都相同；
研究鋅的形狀對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)該只有鋅的形狀不同，其它因素完全相同；
鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；
（2）由表中的數(shù)據(jù)及影響反應(yīng)速率的因素判斷各反應(yīng)時(shí)間、生成硫酸鋅的質(zhì)量大小；
（3）原電池加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（4）實(shí)驗(yàn)8以后，硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)硫酸鋅的質(zhì)量計(jì)算出硫酸的物質(zhì)的量濃度；根據(jù)實(shí)驗(yàn)5中鋅完全反應(yīng)計(jì)算出硫酸鋅的質(zhì)量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②的外界條件只有溫度不同，其它因素完全相同，其不同點(diǎn)就是研究目的，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟葘?duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響；
③和④中只有溫度相同其它因素都相同，所以③和④也是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
研究鋅的形狀對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)該只有鋅的形狀不同，其它因素完全相同，所以應(yīng)該選取 ②、③和⑤；
鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)方程式為Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑；
故答案為：溫度；③和④； ②、③和⑤；Zn+H₂SO₄（�。�=ZnSO₄+H₂↑；
（2）A．由于實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)5中，只有鋅的規(guī)格不同，而實(shí)驗(yàn)5的鋅為粉末，接觸面積大，反應(yīng)速率比實(shí)驗(yàn)3大，所以t₁＜70，故A正確；
B．實(shí)驗(yàn)5和實(shí)驗(yàn)8，只有鋅的質(zhì)量不同，其它條件完全相同，實(shí)驗(yàn)5中生成的硫酸鋅質(zhì)量少，需要的時(shí)間短，即t₁＜t₄，故B錯(cuò)誤；
C．由于實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中反應(yīng)物的量完全相同，所以生成的硫酸鋅的質(zhì)量一定相等，即m₁=m₂，故C錯(cuò)誤；
D．從表中數(shù)據(jù)可知，從實(shí)驗(yàn)8開始，硫酸完全反應(yīng)，所以m₆=19.3，故D正確；
故選AD；
（3）CuSO₄與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu，Cu與Zn形成銅鋅原電池，鋅作負(fù)極、Cu作正極而加快了H₂產(chǎn)生的速率，
故答案為：CuSO₄與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu，Cu與Zn形成銅鋅原電池，加快了H₂產(chǎn)生的速率；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，從實(shí)驗(yàn)8開始，硫酸完全反應(yīng)，生成的硫酸鋅的質(zhì)量為19.3g，硫酸鋅的物質(zhì)的量為：$\frac{19.3g}{161g/mol}$=0.12mol，
硫酸的濃度為：$\frac{0.12mol}{0.05L}$=2.4mol/L，
實(shí)驗(yàn)6中硫酸過量，鋅完全反應(yīng)，生成硫酸鋅的物質(zhì)的量為：$\frac{4.0g}{65g/mol}$，硫酸鋅的質(zhì)量為：161g/mol×$\frac{4.0g}{65g/mol}$≈9.9g，
故答案為：2.4； 9.9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查溫度、固體接觸面積對(duì)反應(yīng)速率的影響，題目難度中等，題中數(shù)據(jù)較多，需要細(xì)致分析，充分考查了學(xué)生的分析、理解信息能力和靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．