Question

某研究小組為比較Al和Fe的金屬性強弱，設計了圖1所示的裝置．

（1）甲中錐形瓶內盛放的液體是

 

．
（2）若要比較產生氣體的快慢，可以比較相同時間內產生氣體的體積，也可以比較

 

．
（3）為了確保“Al和Fe的金屬活動性不同是導致產生氣體速率不同的唯一原因”，實驗時需要控制好反應條件．實驗時除需保證甲中液體的體積、物質的量濃度和溫度相同外，還需保證

 

．
（4）實驗測得產生氣體的速率（v）與時間（t）的關系如圖2所示，則t₁～t₂時間內速率逐漸加快的主要原因是

 

，t₂～t₃時間內速率逐漸減慢的主要原因是

 

．

Answer 1

考點：常見金屬的活動性順序及其應用,性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）根據金屬和酸反應的快慢判斷金屬性強弱；
（2）根據v=

△V

△t

分析；
（3）由外界條件對化學反應速率的影響分析；
（4）t₁─t₂階段：金屬與酸的反應為放熱反應，溫度影響化學反應速率；t₂─t₃階段：隨著反應的進行，酸的濃度降低反應減慢．

解答： 解：（1）根據金屬和酸反應置換氫的難易判斷金屬性強弱，故甲中應為稀鹽酸或稀硫酸，故答案為：稀硫酸或稀鹽酸；
（2）由v=

△V

△t

可知，反應速率與氣體的體積和時間有關，所以一種是固定體積比較時間，另一種是固定時間比較體積，故答案為：產生相同體積的氣體所需時間的長短；
（3）影響化學反應速率的因素有反應物的濃度、溶液的溫度、固體的表面積等，所以還需保證Al和Fe表面積相同，故答案為：Al和Fe表面積相同；
（4）金屬與酸的反應為放熱反應，溫度影響反應的速率，溫度越高，反應的速率越快，隨著反應的進行，溶液中鹽酸的濃度不斷減小，濃度越小反應速率越小．
故答案為：反應放熱，溶液溫度升高使反應速率加快；隨著反應的進行，酸的濃度降低反應減慢．

點評：本題考查了測氣體的反應速率的方法，理解所學知識要點，通過比較、分析是解答的關鍵，注意外界條件影響化學反應速率，但決定化學反應速率的是物質本身的性質，題目難度中等．