我縣某學校化學興趣小組在學習金屬的化學性質實驗操作時,發(fā)現幾支試管中產生氣泡有快有慢,于是該興趣小組的同學們一起合作進行了如下探究。
【提出問題】金屬與酸反應的快慢受哪些因素影響?
【猜想與假設】猜想1:可能與酸的濃度有關;
猜想2:可能與金屬的種類有關;
猜想3:可能與金屬的形狀有關。
【設計并實驗】為了驗證猜想,同學們設計了如圖1所示的裝置進行如下實驗:
實驗編號 |
硫酸的濃度 (均取20ml) |
金屬 (均取2g) |
金屬的形狀 |
收集50mLH2 所需時間/s |
① |
10% |
鎂 |
粉末 |
60 |
② |
10% |
鐵 |
片狀 |
120 |
③ |
10% |
鎂 |
片狀 |
102 |
④ |
20% |
鐵 |
片狀 |
110 |
(1)同學們檢查圖1裝置氣密性的方法是關閉分液漏斗活塞,用力將注射器活塞外拉(右移)一段距離,停止用力后松手,若觀察到活塞緩慢回到原位置,則氣密性
好
好
(填“好”或“差”);
(2)實驗時需將鎂片和鐵片進行打磨,其目的是
除去金屬表面的氧化物
除去金屬表面的氧化物
;
(3)寫出鐵與稀硫酸反應的化學方程式:
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
;
【收集證據】(4)要比較金屬的形狀對反應快慢的影響,應選擇的實驗編號是
①③
①③
;
【得出結論】(5)從上述實驗數據可得出的結論是
酸的濃度越大,反應速率越快(合理即可)
酸的濃度越大,反應速率越快(合理即可)
;(任寫一條即可)
【評價與反思】(6)測得實驗①反應中產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如圖2所示,你認為在t
1-t
2時間段內反應速率逐漸加快的原因是
鎂與硫酸反應放熱,溫度升高,使反應速率加快
鎂與硫酸反應放熱,溫度升高,使反應速率加快
,t
2-t
3時間段內反應速率逐漸減慢的主要原因是
鎂與硫酸反應消耗了硫酸,硫酸濃度減小,反應速率減慢
鎂與硫酸反應消耗了硫酸,硫酸濃度減小,反應速率減慢
;
【拓展與應用】(7)鐵與硫酸反應的快慢還受到溫度的影響,請你設計實驗驗證:
取質量相等、形狀相同的鐵粉分別放入兩支試管中,然后分別加入溫度不同,體積和溶質質量分數相同的稀硫酸,測量收集等體積的氫氣所需要的時間
取質量相等、形狀相同的鐵粉分別放入兩支試管中,然后分別加入溫度不同,體積和溶質質量分數相同的稀硫酸,測量收集等體積的氫氣所需要的時間
。(*溫馨提示:附加題,可以不做,不計入總分。)