為了探究金屬的化學(xué)性質(zhì),某化學(xué)興趣小組設(shè)計了以下實驗。
實驗Ⅰ:探究Fe、Cu、Ag、R四種金屬的活動性順序。(R為未知金屬)
【實驗裝置】
【實驗過程】
(1)如圖1所示,將四根金屬絲同時插入燒杯中。甲燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是
鐵絲表面產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色,銅絲表面無明顯現(xiàn)象
鐵絲表面產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色,銅絲表面無明顯現(xiàn)象
。乙燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
。
(2)一段時間后,將燒杯中的鐵絲替換為R進行實驗,如圖2所示。若甲、乙燒杯中R表面均有明顯現(xiàn)象,可得出Fe、Cu、Ag、R的活動性由強到弱依次為 R>Fe>Cu>Ag
R>Fe>Cu>Ag
。
實驗Ⅱ:同學(xué)們在練習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”實驗操作時,發(fā)現(xiàn)幾支試管中氣泡產(chǎn)生的速率有快有慢,于是進行如下探究。
【提出問題】金屬與酸反應(yīng)的快慢受哪些因素影響呢?
【猜想與假設(shè)】猜想一:可能與酸的濃度有關(guān);
猜想二:可能與 金屬的種類
金屬的種類
有關(guān);
猜想三:可能與金屬的形狀有關(guān)。
【進行實驗】用圖3所示裝置進行四組實驗。
實驗 編號 |
鹽酸的濃度 (均取20mL) |
金屬(均取2g) |
金屬的形狀 |
收集50mL氫氣 所需時間/s |
① |
10% |
鋁 |
粉狀 |
70 |
② |
10% |
鐵 |
片狀 |
120 |
③ |
10% |
鋁 |
片狀 |
112 |
④ |
20% |
鐵 |
片狀 |
110 |
(3)檢查圖3裝置氣密性的方法:關(guān)閉分液漏斗活塞,用力將注射器活塞向右拉動一段距離,停止用力后松手,若觀察到
活塞回到原位
活塞回到原位
,則表示裝置氣密性良好。
(4)要比較金屬的形狀對反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)選擇的實驗是
①③
①③
(填序號,雙選)。
(5)實驗①中試管外壁發(fā)燙,說明鋁與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),實驗測得該反應(yīng)中產(chǎn)生氣體的反應(yīng)速率(v)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖4所示。在t
2-t
3時間段內(nèi),反應(yīng)速率逐漸減慢的主要原因是
鋁與鹽酸反應(yīng)消耗了鹽酸,鹽酸的濃度變小,因此反應(yīng)速率逐漸減慢
鋁與鹽酸反應(yīng)消耗了鹽酸,鹽酸的濃度變小,因此反應(yīng)速率逐漸減慢
。