Question

某課外興趣小組欲探究鋁與鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率與哪些因素有關(guān)．請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）用化學(xué)方程式表示該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)用品：試管（普通試管和具支試管各一支）、鑷子、乳膠管、玻璃導(dǎo)管、水槽、

 

（填寫所缺的實(shí)驗(yàn)用品）；稀鹽酸（4mol/L）、鋁條（片）、水

 

（3）實(shí)驗(yàn)裝置（圖1中鐵架臺(tái)等夾持儀器略去）

（4）實(shí)驗(yàn)方法
①按如圖所示連接好實(shí)驗(yàn)儀器，檢查裝置的氣密性，具體操作方法是：

 

．
②取3根鋁條加入到試管中，具體操作是

 

．
③在盛有鋁條的試管中，加入2mL稀鹽酸．
④測(cè)量試管中溶液的溫度．
⑤收集反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣．
（5）數(shù)據(jù)處理及問(wèn)題討論
①實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，課外興趣小組成員將產(chǎn)生氫氣的體積與時(shí)間作了如圖2．
②試判斷OE、EF、FG段所收集氣體的多少．
OE：

 

；EF：

 

；FG：

 

．
寫出這三段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的速率大小 比較：

 

（用OE、EF、FG表示），并解釋原因

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）鋁與鹽酸的反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，據(jù)此書寫方程式；
（2）根據(jù)金屬鋁和鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)合實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)回答；
（4）①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；
②向試管中加入固體物質(zhì)，要將固體送到試管口內(nèi)，然后將試管緩緩直立起來(lái)，使其滑落到試管底部；
（5）根據(jù)圖示氣體的體積確定各段產(chǎn)生的氣體體積值，相等時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生氣體的體積越大，速率越快，化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)的溫度、濃度大小有關(guān)，據(jù)此回答判斷．

解答： 解：（1）鋁與鹽酸的反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，即2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，故答案為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（2）根據(jù)金屬鋁和鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，即圖1，需要的試劑和儀器有：試管、鑷子、乳膠管、玻璃導(dǎo)管、水槽、稀鹽酸（4mol/L）、鋁條（片）、水、溫度計(jì)，向試管中加入鹽酸，可以用膠頭滴管，故答案為：膠頭滴管；溫度計(jì)；
（4）①檢查裝置的氣密性，具體操作方法是：將導(dǎo)氣管口放入水槽的水中，用手握住具支試管一會(huì)兒，如果導(dǎo)氣管中有氣泡冒出，移開手后，導(dǎo)氣管中有一段水柱上升，且水柱在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不回落，即證明該裝置氣密性良好，
故答案為：將導(dǎo)氣管口放入水槽的水中，用手握住具支試管一會(huì)兒，如果導(dǎo)氣管中有氣泡冒出，移開手后，導(dǎo)氣管中有一段水柱上升，且水柱在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不回落，即證明該裝置氣密性良好；
②向試管中加入固體鋁物質(zhì)的方法：用鑷子取鋁條（片）放置在傾斜的試管口內(nèi)，然后將試管緩緩直立起來(lái)，使鋁條（片）滑落到試管底部，
故答案為：用鑷子取鋁條（片）放置在傾斜的試管口內(nèi)，然后將試管緩緩直立起來(lái)，使鋁條（片）滑落到試管底部；
（5）根據(jù)圖示信息知道，斷OE、EF、FG段所收集氣體的體積分別是：5mL；40mL-5mL=35mL；50mL-40mL=10mL，相等時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生氣體的體積越大，速率越快，所以EF＞FG＞OE；OE段溫度較低，所以此時(shí)生成氫氣的速率最小，而EF段速率最大，是因?yàn)殇X與鹽酸反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)體系溫度升高，所以反應(yīng)速率增大，
FG段是由于溶液中氫離子的濃度降低，所以導(dǎo)致了反應(yīng)速率的減小，
故答案為：5mL；35mL；10mL；EF＞FG＞OE；OE段溫度較低，所以此時(shí)生成氫氣的速率最小，而EF段速率最大，是因?yàn)殇X與鹽酸反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)體系溫度升高，所以反應(yīng)速率增大．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道考查學(xué)生影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的實(shí)驗(yàn)探究題，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，難度中等．