Question

7．某研究性學習小組欲探究影響鋅和稀硫酸反應速率的外界條件，下表是其實驗設計的有關數據：

實驗 序號	鋅的質量/g	鋅的 狀態	c（H2SO4）/mol•L-1	V（H2SO4）/mL	反應前溶液的溫度/℃	添加劑
1	0.65	粉狀	0.5	50	20	無
2	0.65	粉末	0.5	50	20	無
3	0.65	粉狀	0.5	50	20	2滴CuSO4溶液
4	0.65	粉末	0.8	50	20	無
5	0.65	粉末	0.8	50	35	2滴CuSO4溶液

（1）在此5組實驗中，其速率最快的實驗是5（填實驗序號）．
（2）對鋅和稀硫酸反應，實驗2和4表明，硫酸的濃度對反應速率有影響；實驗1和3表明，是否形成原電池對反應速率有影響．
（3）進行實驗2時，小組同學根據實驗過程繪制的標準狀況下的氣體體積V與時間t的圖象如圖所示．
①在OA、AB、BC三段中反應速率最快的是AB，原因是反應放熱，使溫度升高，反應速率加快．
②2～4min內以硫酸的濃度變化表示的反應速率（假設溶液的體積不變）為0.06mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 影響鋅與稀硫酸的反應速率的因素，除鋅粉的顆粒大小、質量及純度外，主要是濃度、溫度及催化劑等因素；
（1）對相同的鋅粉來說，稀硫酸的濃度越大，反應速率越快，溫度越高反應速率越快，利用原電池原理也可以加快反應速率；
（2）2和4除濃度不等，其它因素均相同；3比1多滴加了2滴CuSO₄溶液；
（3）①分析相同時間內氫氣體積的多少來判斷速率的快慢；
②利用速率表達式v=△c/△t計算速率．

解答 解：（1）第5組實驗時溫度最高，濃度最大，也滴加了硫酸銅溶液，利用了Zn-Cu原電池，因此反應速率最快，故答案為：5；
（2）實驗2和4除濃度不同外，其余均相同，應該是考查硫酸的濃度對速率的影響，實驗3比1多了形成Zn-Cu原電池，因此考查影響速率的因素是否形成原電池，故答案為：硫酸的濃度；是否形成原電池；
（3）①從圖中看出2-4分鐘內產生氫氣最多，故這段時間內反應速率最大，因為為反應放熱，使溫度升高，反應速率加快，故答案為：AB；反應放熱，使溫度升高，反應速率加快；
②2-4分鐘內，產生氫氣179.2-44.8=134.4mL，物質的量為$\frac{134.4×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=6×10^-3mol，根據反應方程式：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑可知，參加反應硫酸的物質的量為：6×10^-3mol，v（H₂SO₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{6×1{0}^{-3}mol}{0.05L}}{2min}$=0.06mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.06mol•L^-1•min^-1．

點評 本題考查了反應速率的測定及影響因素，中等難度，注意在比較外界反應條件對反應速率的影響時，要限定其他條件相同，改變一個條件，這是解題的依據．