小紅同學(xué)在學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)操作時(shí),發(fā)現(xiàn)幾支試管中產(chǎn)生氣泡的速率有的快有的慢。于是,她與小芳同學(xué)一起合作進(jìn)行如下探究。
【提出問(wèn)題】金屬與酸反應(yīng)的快慢受哪些因素影響?
【猜想與假設(shè)】猜想1:可能與酸的濃度有關(guān)。
猜想2:可能與金屬的種類有關(guān)。
猜想3:可能與金屬的形狀有關(guān)。
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】為了驗(yàn)證猜想,小紅和小芳設(shè)計(jì)如圖1所示的裝置進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn):
(1)小紅和小芳檢查圖1裝置氣密性的方法是
關(guān)閉分液漏斗活塞,用力將注射器活塞外移(右移)一段距離,停止用力后松手,若觀察到活塞恢復(fù)原位,則氣密性良好
關(guān)閉分液漏斗活塞,用力將注射器活塞外移(右移)一段距離,停止用力后松手,若觀察到活塞恢復(fù)原位,則氣密性良好
。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)須將鎂片和鐵片進(jìn)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)寫出鎂與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;
。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
硫酸的濃度 (均取20mL) |
金屬 (均取2g) |
金屬的形狀 |
收集50mLH2 所需時(shí)間/s |
① |
10% |
鎂 |
粉末狀 |
60 |
② |
10% |
鐵 |
片狀 |
120 |
③ |
10% |
鎂 |
片狀 |
102 |
④ |
20% |
鐵 |
片狀 |
110 |
【收集證據(jù)】
(4)要比較金屬的形狀對(duì)反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是
①③
①③
。
【得出結(jié)論】
(5)從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是
影響金屬與酸反應(yīng)快慢的因素有酸的濃度、金屬的種類、金屬的形狀
影響金屬與酸反應(yīng)快慢的因素有酸的濃度、金屬的種類、金屬的形狀
。
【評(píng)價(jià)與反思】
(6)測(cè)得實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)中產(chǎn)生氣體的速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖2所示,t
1~t
2時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的原因是
鎂與硫酸反應(yīng)放熱,溫度升高,使反應(yīng)速率加
鎂與硫酸反應(yīng)放熱,溫度升高,使反應(yīng)速率加
;t
2~t
3時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率逐漸減慢的主要原因是
鎂與硫酸反應(yīng)消耗了硫酸,硫酸濃度減小,反應(yīng)速率減慢
鎂與硫酸反應(yīng)消耗了硫酸,硫酸濃度減小,反應(yīng)速率減慢
。
(7)鐵與硫酸反應(yīng)的快慢還受到溫度的影響。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:
取質(zhì)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(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸,測(cè)量收集等體積的氫氣所需要的時(shí)間
取質(zhì)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(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸,測(cè)量收集等體積的氫氣所需要的時(shí)間
(不要求寫出現(xiàn)象和結(jié)論)。