Question

6．小民同學在練習“金屬的化學性質”實驗操作時，發現幾支試管中氣泡有快有慢，于是他與小芳同學一起合作進行如下探究．
【提出問題】金屬與酸反應的快慢受哪些因素影響呢？
【猜想與假設】
A．可能與酸的濃度有關；
B．可能與金屬的種類有關；
C．可能與金屬的形狀有關．
【設計并實驗】小明和小芳進行如下實驗．

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氫氣所需要時間/s
①	10%	鎂	粉狀	60
②	10%	鐵	片狀	120
③	10%	鎂	片狀	102
④	20%	鐵	片狀	110

（1）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．
（2）寫出鐵與稀鹽酸反應的化學方程式：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
【收集證據】
（3）要比較不同金屬的種類對反應快慢的影響，應選擇的實驗編號是②③．
【得出結論】
（4）實驗①中試管外壁發燙，說明鎂與稀鹽酸反應是放熱反應．實驗測得該反應中產生氣體的速率（V）與時間（t）的關系如圖所示，你認為在t₂～t₃時間段內反應速率逐漸減慢的主要原因由于鎂與鹽酸反應消耗了鹽酸，鹽酸的濃度變小，因此反應速率逐漸減慢．
【實驗反思】本實驗采用的定量比較氣體產生速率的方法是收集相同體積的氣體需要的時間．

Answer 1

分析 （1）依據鎂、鐵等金屬的化學性質較活潑易形成氧化物進行分析；
（2）依據鐵與鹽酸反應會生成氫氣及氯化亞鐵書寫方程式；
（3）對比四個實驗，利用控制變量法選擇合適的對比組；
（4）根據坐標的數據總結反應速率與時間的關系并從影響的因素分析原因；
【實驗反思】根據本實驗采用的定量比較氣體產生速率的方法是收集相同體積的氣體需要的時間進行解答．

解答 解：（1）鎂和鐵等金屬的化學性質較活潑易在其表面形成氧化鎂、氧化鐵等，打磨后除去金屬表面的氧化物有利于反應的進行；
（2）鐵與鹽酸反應會生成氫氣及氯化亞鐵，其方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）要比較不同金屬的種類對反應快慢的影響，就要選擇不同的金屬，但其它的因素都一樣，因此選擇的對比組是②③；
（4）從坐標可以看出反應由慢到快然后逐漸減慢；因為隨著反應的進行，鹽酸逐漸被消耗，鹽酸的溶質質量分數變小；
【實驗反思】本實驗采用的定量比較氣體產生速率的方法是收集相同體積的氣體需要的時間．
故答案為：（1）除去金屬表面的氧化物；（2）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；（3）②③；（4）由于鎂與鹽酸反應消耗了鹽酸，鹽酸的濃度變小，因此反應速率逐漸減慢；
【實驗反思】收集相同體積的氣體需要的時間．

點評 本題以影響產生氫氣的反應速率為實驗探究的形式考查了反應物濃度、金屬的種類及形狀等因素對化學反應速率的影響，重點在于培養學生的實驗探究能力，注意控制變量的運用．