内容正文:
影响化学反应速率的因素探究
1.“五一”假期,小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素影响呢?
【猜想与假设】
a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】
小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
实验编号
硫酸的质量分数
(均取20 mL)
锌的形状
(均取1 g)
氢气的体积(mL)
(均收集3分钟)
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
锌片
79.9
(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式 。
(2)小兵用如图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是 ,氢气应从
(填e或f或g)管通入。
【收集证据】
(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是 。
【得出结论】
(4)结论是_____________________________。
【评价与反思】
(5)下表是小兵第①组实验的详细数据。
时段
(均为1分钟)
第1分钟
第2分钟
第3分钟
第4分钟
第5分钟
第6分钟
H2的体积
3.1 mL
16.7 mL
11.9 mL
9.6 mL
7.6 mL
6.0 mL
请描述锌与硫酸反应快慢的变化并解释原因_________________________________。
(6)锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响?设计实验验证。______________。
2. 利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,测得瓶内气压随时间的变化如图所示。
(1)碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式________________________。
(2)对比分析a、b点可知,曲线①表示________与稀盐酸反应。
(3)对比分析c、d点可知,相同的气压时,________与稀盐酸反应速率更快,完全反应时二者产生的CO2质量______(填“相等”或“不相等”)。
小明利用此装置探究盐酸浓度对反应速率的影响。
【提出问题】盐酸浓度对反应速率有何影响?
【实验设计】
实验序号
盐酸的浓度
碳酸钙的状态
收集相同体积CO2所需时间
1
10%
块状
2
5%
粉末
3
10%
粉末
4
5%
块状
【得出结论】盐酸浓度越大,反应速率越快。
【交流评价】
(1)若要得出上述结论,需要进行的实验组为______(填序号)。
(2)在实验室制取二氧化碳气体,一般选择实验1而不选择实验3,其原因是____________________________。在实验过程中发现反应速率越来越慢,这是由于________________。
3.《天工开物》中记载的“倭铅”即是金属锌,说明我国炼锌在明代就出现。
探究一 用锌制取氢气
甲同学拟用如图实验装置完成制取氢气和测量生成气体体积实验:
第7题图
(1)写出锌与稀硫酸反应的化学方程式________________________。
(2)装置连接顺序是:A→____→____→D(填字母)。
探究二 硫酸铜对氢气生成速率的影响
乙同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率,为此展开探究。
【设计实验】
在锥形瓶中分别放入足量的、等质量的、颗粒大小相同的锌粒,再向分液漏斗中加入由31.5%的稀硫酸、不同体积水、5%的硫酸铜溶液组成的混合液,试剂用量记录如下表:
混合液(试管编号)
①
②
③
④
⑤
31.5%的H2SO4溶液/mL
10
V1
10
10
10
5%的CuSO4溶液/mL
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
蒸馏水/mL
16.4
16.2
16.0
15.8
V2
收集70 mL水所用时间/s
21.20
20.45
19.69
20.49
21.33
(3)表中的V1=________mL,V2=________mL。
【分析与结论】
(4)表中________组反应速率最快,原混合液中H2SO4和CuSO4 溶质质量比为________(最简整数比)。(提示:31.5%的H2SO4溶液和5%的CuSO4溶液密度均为1.2 g/mL)。
探究三 锌与硫酸铜溶液反应
丙同学取打磨过的锌片按下表内容进行对比实验:
实验项目
硫酸铜溶液溶质质量分数
是否添加稀硫酸
锌表面产生的现象
①
1.6%
否
黑色物质
②
1.6%
加2滴
红色物