Question

17．某化學興趣小組探究“影響金屬與酸反應速率的因素”，請你參與并回答問題：
【提出問題】金屬與鹽酸反應速率受哪些因素影響？
【猜想】a．可能與金屬本身的性質(zhì)有關；b．可能與鹽酸的濃度有關；c…
【設計探究】實驗所用的金屬均已用砂紙打磨．
實驗A：為探究猜想a，小明同學分別在兩支試管中放入相同質(zhì)量的鋅片和鐵片，分別加入相同體積和濃度的稀鹽酸，觀察到鹽酸與鋅片反應比與鐵片反應產(chǎn)生的氣泡快，請寫出其中的一個化學反應方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
從實驗現(xiàn)象可以判斷：金屬活動性Zn＞　Fe（填“＞”“＜”或“=”）．
【得出結(jié)論】金屬與鹽酸反應的速率與金屬本身性質(zhì)有關．金屬活動性與反應的速率的關系是金屬活動性越強，反應的程度越劇烈．
實驗B：為探究猜想b，小明設計如圖所示的裝置進行實驗，所用藥品及實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗編號	選用金屬 （均取2g）	鹽酸質(zhì)量分數(shù)（均取50mL）	每分鐘產(chǎn)生氫氣的體積/mL
			0～1min	1～2min	2～3min	3～4min	4～5min	前5min共收集氣體
Ⅰ	鋅片	10%	2.9	16.9	11.9	9.2	7.6	47.6
Ⅱ	鋅片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

得出結(jié)論：金屬與鹽酸發(fā)生反應的速率與鹽酸的濃度有關，即鹽酸濃度越大，反應程度越劇烈．
【反思評價】根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅱ數(shù)據(jù)分析，解釋鋅與鹽酸反應速率快慢的變化原因鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢．　
【新猜想】通過以上探究，你認為金屬與鹽酸反應的速率度還可能受哪些因素影響．金屬表面積．（寫一條即可）
【繼續(xù)探究】請對你提出的新猜想，設計實驗證明，并總結(jié)出合理的結(jié)論．分別取相同質(zhì)量的大顆鋅粒和小顆鋅粒，與相同濃度、相同質(zhì)量的稀鹽酸在相同溫度下反應（控制其他因素不變），觀察到小顆鋅粒與酸反應速率快．結(jié)論：金屬表面積越大，金屬與酸反應的越快．

Answer 1

分析 實驗A：【設計探究】金屬與酸的反應為置換反應，符合A（單質(zhì)）+BC=C（單質(zhì)）+AB，故可以實現(xiàn)化學方程式；
根據(jù)題中的信息解答；
得出結(jié)論：根據(jù)金屬的活動性順序，金屬的活動性與反應的劇烈程度的關系是活動性較強的金屬與酸反應更劇烈；
實驗B：得出結(jié)論：根據(jù)表中信息解答；
【反思評價】根據(jù)表中信息解答；猜想是研究反應的劇烈程度與酸的濃度有關，其它條件不變，取用的是不同濃度的足量鹽酸溶液．
【繼續(xù)探究】設計實驗時注意控制變量的唯一性．

解答 解：實驗A：【設計探究】由題意知：反應物、生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，正確書寫化學方程式；如鋅與鹽酸反應：反應物為鋅與鹽酸，生成物為氯化鋅與氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，故正確書寫化學方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；鐵與鹽酸反應的化學方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
放鋅片的試管中立即產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，金屬活動性Zn＞Fe
得出結(jié)論：金屬活動性越強，反應的程度越劇烈；
實驗B：得出結(jié)論：鹽酸濃度越大，反應程度越劇烈；
【反思評價】鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢．
【新猜想】金屬與鹽酸反應的劇烈程度可能受金屬表面積、反應物的狀態(tài)、催化劑的影響；
【繼續(xù)探究】以金屬表面積為例，設計為分別取相同質(zhì)量的大顆鋅粒和小顆鋅粒，與相同濃度、相同質(zhì)量的稀鹽酸在相同溫度下反應（控制其他因素不變），觀察到小顆鋅粒與酸反應速率快．結(jié)論：金屬表面積越大，金屬與酸反應的越快．
故答案為：
【設計探究】Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；＞；
得出結(jié)論：金屬活動性越強，反應的程度越劇烈； 
得出結(jié)論：鹽酸濃度越大，反應程度越劇烈；
【反思評價】鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢；
【新猜想】金屬表面積．
【繼續(xù)探究】分別取相同質(zhì)量的大顆鋅粒和小顆鋅粒，與相同濃度、相同質(zhì)量的稀鹽酸在相同溫度下反應（控制其他因素不變），觀察到小顆鋅粒與酸反應速率快．結(jié)論：金屬表面積越大，金屬與酸反應的越快．

點評 本考點主要考查了影響金屬與酸發(fā)生化學反應速率的因素的探究，還考查了在生產(chǎn)、生活及實驗中應注意的問題．從酸的濃度、金屬的活動性和金屬的狀態(tài)等不同的角度，設計實驗，也考查了學生的實驗設計能力．要認真分析，綜合把握，問題就會迎刃而解．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中