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【題目】教材采用圖1實驗裝置測定鋅與稀硫酸反應的速率。

(1)檢查圖1裝置氣密性的操作方法是___

(2)分別取2g顆粒大小相同的鋅粒分別與體積均為40mL1mol/L硫酸、4mol/L硫酸反應,收集25mLH2時所需時間后者比前者___

(3)同學們在實驗操作中發現本實驗設計存在明顯不足,例如___。

(4)某化學興趣小組對教材實驗裝置進行圖2所示改進。檢查裝置氣密性后進行的實驗操作有:

a.在多孔塑料袋中裝入鋅粒;

b.在錐形瓶中加入40mL1mol/L硫酸;

c.塞好橡膠塞,___時立即用秒表計時;

d.注射器內每增加5mL氣體時讀取一次秒表。

(5)實驗觀察到鋅與稀硫酸反應初期速率逐漸加快,其原因是___,反應進行一定時間后速率逐漸減慢,原因是___。

(6)測得產生H2的體積與反應時間的關系曲線如圖3所示,t1t2時間段氫氣體積略有減小的原因是___;在64s內用H+濃度表示的平均反應速率vH+=___(此時,溶液體積仍為40mL,氣體摩爾體積為25L/mol)。

【答案】關閉分液漏斗活塞,向外拉注射器的內管一段距離后松手,若內管能回到開始位置,證明氣密性好,若不能則說明氣密性不好 分液漏斗中溶液滴下占據體積引起氣體體積讀數誤差或者收集25mLH2時所需時間間隔太短 多孔塑料袋浸入稀硫酸 反應放熱,溫度升高反應速率加快 酸中氫離子濃度減小 氣體遇冷壓縮 vH+=0.00125mol/Ls

【解析】

(1)檢查圖1裝置氣密性,可設法讓裝置內壓強與外界壓強不同,根據現象確定氣密性情況。

(2)鋅粒質量、表面積相同,但兩份硫酸溶液中c(H+)不同,后者反應速率快,由此可確定收集25mLH2時所需時間的關系。

(3)同學們在實驗操作中發現本實驗設計存在明顯不足,可從氣體體積誤差、產生H2時間間隔等分析。

(4)c.塞好橡膠塞,反應剛開始時立即用秒表計時;

(5)實驗觀察到鋅與稀硫酸反應初期速率逐漸加快,從影響速率的外界因素尋找原因,反應進行一定時間后速率逐漸減慢,仍從影響速率的因素找原因。

(6) t1t2時間段,反應已經結束,氫氣體積略有減小,則與反應無關,只能從與反應無關的因素中尋找原因;在64s內用H+濃度表示的平均反應速率時,由H2的體積求其物質的量,然后再求出n(H+),最后求出vH+)。

(1)檢查圖1裝置氣密性,可關閉分液漏斗活塞,向外拉注射器的內管一段距離后松手,若內管能回到開始位置,證明氣密性好,若不能則說明氣密性不好。答案為:關閉分液漏斗活塞,向外拉注射器的內管一段距離后松手,若內管能回到開始位置,證明氣密性好,若不能則說明氣密性不好;

(2)鋅粒質量、表面積相同,但兩份硫酸溶液中c(H+)不同,后者反應速率快,由此可確定收集25mLH2時所需時間后者比前者短。答案為:短;

(3)同學們在實驗操作中發現本實驗設計存在明顯不足,可從氣體體積誤差、產生H2時間間隔等分析,例如分液漏斗中溶液滴下占據體積引起氣體體積讀數誤差或者收集25mLH2時所需時間間隔太短。答案為:分液漏斗中溶液滴下占據體積引起氣體體積讀數誤差或者收集25mLH2時所需時間間隔太短;

(4)c.塞好橡膠塞,反應剛開始時,即多孔塑料袋浸入稀硫酸時,立即用秒表計時。答案為:多孔塑料袋浸入稀硫酸;

(5)實驗觀察到鋅與稀硫酸反應初期速率逐漸加快,因為c(H+)不斷減小,所以只能是反應放熱,溫度升高反應速率加快;反應進行一定時間后速率逐漸減慢,則應為酸中氫離子濃度減小。答案為:反應放熱,溫度升高反應速率加快;酸中氫離子濃度減;

(6) t1t2時間段,反應已經結束,氫氣體積略有減小,則應為氣體遇冷壓縮;H2的物質的量n(H2)==0.0016moln(H+)=2n(H2)=0.0032molv(H+)==0.00125mol/(Ls)。答案為:氣體遇冷壓縮;0.00125mol/(Ls)。

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1 2

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H2SO3

H2CO3

H2S

電離平衡

常數(Ka

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1.8×10-5

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K1=4.4×10-7

K2=4.7×10-11

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