Question

4．“五一”假期，小明對“鋅與硫酸反應快慢的影響因素”進行了探究．
【提出問題】鋅與硫酸反應的快慢受哪些因素的影響呢？
【猜想與假設】a．可能與硫酸的質量分數有關；b．可能與鋅的形狀有關．
【設計并實驗】小兵用不同質量分數的硫酸和不同形狀的鋅進行如下實驗．

實驗編號	硫酸的質量分數（均取20mL）	鋅的形狀（均取1g）	氫氣的體積（mL）（均收集3分鐘）
①	20%	鋅粒	31.7
②	20%	鋅片	50.9
③	30%	鋅粒	61.7
④	30%	鋅片	79.9

（1）寫出稀硫酸與鋅反應的化學方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）小兵用右圖裝置收集并測量氫氣的體積，其中量筒的作用是 根據進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積，氫氣應從e（填e或f或g）管通入．
【收集證據】（3）要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，應選擇的實驗編號是①③或②④．
【得出結論】（4）結論是硫酸的質量分數越大，反應速率越快；鋅與硫酸的接觸面積越大，反應速率越快．

Answer 1

分析 稀硫酸與鋅反應產生硫酸鋅和氫氣，寫出反應的方程式；為測定所收集氫氣的體積，則需要采用液體等量代換的方式，因此可以選用右圖這樣的裝置，短進長出，讓里面的水等量流到量筒內，通過量筒內液體的體積判斷收集的氣體的體積；對比四個實驗，利用控制變量法選擇合適的對比組；通過不同質量分數的硫酸或不同形狀的鋅的產生氫氣的快慢得出結論．

解答 解：（1）稀硫酸與鋅反應產生硫酸鋅和氫氣，反應的方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；故填：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）因為氫氣不易溶于水，可以通過壓強的變化利用排水法把水壓入量筒內，根據進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積，故進氣管是短管e；故填：根據進入量筒中水的體積，判斷生成氫氣的體積；e；
（3）要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，其中的鋅的狀態保持不變，選擇不同質量分數的硫酸，看產生氫氣的快慢，因此可以選擇①③（都是鋅粒）或②④（都是鋅片）；故填：①③或②④；
（4）通過①③（都是鋅粒，硫酸的質量分數不同），可以看出：硫酸的質量分數越大，反應速率越快；通過①②（鋅粒和鋅片與質量分數相同的硫酸反應）可以看出：鋅與硫酸的接觸面積越大，反應速率越快；故填：硫酸的質量分數越大，反應速率越快；鋅與硫酸的接觸面積越大，反應速率越快．

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、顆粒的大小、反應溫度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．