Question

某課外興趣小組欲探究鋁與鹽酸的反應(yīng)實驗中反應(yīng)速率與哪些因素有關(guān)．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）用化學(xué)方程式表示該實驗的實驗原理：

 

．
（2）實驗用品：試管（普通試管和具支試管各一支）、鑷子、乳膠管、玻璃導(dǎo)管、水槽、

 

（填寫所缺的實驗用品）；稀鹽酸（4mol/L）、鋁條（片）、水

 

（3）實驗裝置（圖1中鐵架臺等夾持儀器略去）

（4）實驗方法
①按如圖所示連接好實驗儀器，檢查裝置的氣密性，具體操作方法是：

 

．
②取3根鋁條加入到試管中，具體操作是

 

．
③在盛有鋁條的試管中，加入2mL稀鹽酸．
④測量試管中溶液的溫度．
⑤收集反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣．
（5）數(shù)據(jù)處理及問題討論
①實驗結(jié)束后，課外興趣小組成員將產(chǎn)生氫氣的體積與時間作了如圖2．
②試判斷OE、EF、FG段所收集氣體的多少．
OE：

 

；EF：

 

；FG：

 

．
寫出這三段時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的速率大小 比較：

 

（用OE、EF、FG表示），并解釋原因

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實驗設(shè)計題,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）鋁與鹽酸的反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，據(jù)此書寫方程式；
（2）根據(jù)金屬鋁和鹽酸反應(yīng)的實驗裝置結(jié)合實驗儀器來回答；
（4）①根據(jù)氣體的熱脹冷縮的性質(zhì)來檢驗裝置的氣密性；
②向試管中加入固體物質(zhì)，要將固體送到試管口內(nèi)，然后將試管緩緩直立起來，使其滑落到試管底部；
（5）根據(jù)圖示氣體的體積確定各段產(chǎn)生的氣體體積值，相等時間內(nèi)，產(chǎn)生氣體的體積越大，速率越快，化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)的溫度、濃度大小有關(guān)，據(jù)此回答判斷．

解答： 解：（1）鋁與鹽酸的反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，即2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，故答案為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（2）根據(jù)金屬鋁和鹽酸反應(yīng)的實驗裝置，即圖1，需要的試劑和儀器有：試管、鑷子、乳膠管、玻璃導(dǎo)管、水槽、稀鹽酸（4mol/L）、鋁條（片）、水、溫度計，向試管中加入鹽酸，可以用膠頭滴管，故答案為：膠頭滴管；溫度計；
（4）①檢查裝置的氣密性，具體操作方法是：將導(dǎo)氣管口放入水槽的水中，用手握住具支試管一會兒，如果導(dǎo)氣管中有氣泡冒出，移開手后，導(dǎo)氣管中有一段水柱上升，且水柱在較長時間內(nèi)不回落，即證明該裝置氣密性良好，
故答案為：將導(dǎo)氣管口放入水槽的水中，用手握住具支試管一會兒，如果導(dǎo)氣管中有氣泡冒出，移開手后，導(dǎo)氣管中有一段水柱上升，且水柱在較長時間內(nèi)不回落，即證明該裝置氣密性良好；
②向試管中加入固體鋁物質(zhì)的方法：用鑷子取鋁條（片）放置在傾斜的試管口內(nèi)，然后將試管緩緩直立起來，使鋁條（片）滑落到試管底部，
故答案為：用鑷子取鋁條（片）放置在傾斜的試管口內(nèi)，然后將試管緩緩直立起來，使鋁條（片）滑落到試管底部；
（5）根據(jù)圖示信息知道，斷OE、EF、FG段所收集氣體的體積分別是：5mL；40mL-5mL=35mL；50mL-40mL=10mL，相等時間內(nèi)，產(chǎn)生氣體的體積越大，速率越快，所以EF＞FG＞OE；OE段溫度較低，所以此時生成氫氣的速率最小，而EF段速率最大，是因為鋁與鹽酸反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，反應(yīng)一段時間后，反應(yīng)體系溫度升高，所以反應(yīng)速率增大，
FG段是由于溶液中氫離子的濃度降低，所以導(dǎo)致了反應(yīng)速率的減小，
故答案為：5mL；35mL；10mL；EF＞FG＞OE；OE段溫度較低，所以此時生成氫氣的速率最小，而EF段速率最大，是因為鋁與鹽酸反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，反應(yīng)一段時間后，反應(yīng)體系溫度升高，所以反應(yīng)速率增大．

點評：本題是一道考查學(xué)生影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的實驗探究題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度中等．