Question

化学小组同学对于“金属和硫酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究
[已有知识]
（1）根据金属的活动性顺序，只有排在氢（H）前面的金属才能与稀盐酸或稀硫酸反应制取氢气，且越靠    速率越快．
（2）实验室制取二氧化碳：当其他因素都相同时，稀盐酸与粉末状石灰石反应速度大于与块状石灰石速率，由此可知化学反应速率快慢与    有关．
[设计实验]下表是他们分别用相同质量的Fe丝和足量稀硫酸反应的三组实验数据：

实验编号	硫酸的质量分数/%	反应的温度	Fe丝消失的时间/S
①	3	20	500
②	6	20	300
③	6	30	80

（3）实验②和③表明：该反应快慢与    有关．
（4）如果实验②反应的温度改为25℃，请推出Fe丝消失的时间（用t表示）的取值范围    ．
[归纳总结]影响金属和稀硫酸反应快慢的因素主要有：反应物的种类，金属颗粒大小，反应温度以及    等．
[拓展延伸]
（5）该实验除了用Fe丝消失的时间来衡量反应的快慢外，你还能提出新的方法来衡量反应的快慢吗？方法：   
（6）金属除了能和酸反应外还能和其他金属的盐溶液反应，已知下列各组物质间均能发生置换反应．
A．Fe和CuSO₄溶液       B．Mg和MnSO₄溶液          C．Mn和FeSO₄溶液
①写出Fe和CuSO₄溶液反应的化学方程式    ．
②Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由弱到强的顺序    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据金属的活动性顺序知识分析；
（2）根据题中信息分析化学反应速率快慢的影响因素；
（3）（4）根据对比实验的表格，变量唯一，通过变量看铁丝消失的时间分析（3）和（4）；
（5）判断反应率的快慢除了观察反应物的减少速率外，还可以通过收集等量氢气所需时间来衡量反应的快慢分析；
（6）根据金属与盐的反应规律，利用Mn、Fe、Mg、Cu四种金属及其化合物间可发生的反应，推断Mn、Fe、Mg、Cu四种金属活动性由弱到强的顺序并完成解答；
解答：解：（1）根据金属的活动性顺序，只有排在氢（H）前面的金属才能与稀盐酸或稀硫酸反应制取氢气，且越靠前金属越活泼，反应速率越快．
故答案为：前；
（2）实验室制取二氧化碳时，当其他因素都相同时，稀盐酸与粉末状石灰石反应速度大于与块状石灰石速率，由此可知化学反应速率快慢与石灰石的颗粒大小有关．
故答案为：石灰石的颗粒大小；
（3）实验②和③中反应的温度不同，铁丝消失的时间不同，说明该反应快慢与温度有关，且温度越高，反应越快．
故答案为：反应的温度；
（4）根据表格中数据，20℃时，铁丝消失的时间为300秒，20℃时，铁丝消失的时间为80秒，又温度越高，反应越快，所以如果实验②反应的温度改为25℃，铁丝消失的时间（用t表示）的取值范围80＜t＜300；
故答案为：80＜t＜300；
[归纳总结]从上分析可知，影响金属和稀硫酸反应快慢的因素主要有：反应物的种类，金属颗粒大小，反应温度以及稀硫酸的溶质质量分数等；
故答案为：稀硫酸的溶质质量分数；
（5）该实验除了用铁丝消失的时间来衡量反应的快慢外，还可以通过收集等量氢气所需时间来衡量反应的快慢．
故答案为：通过收集等量氢气所需时间来衡量反应的快慢；
（6）①铁与硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁，其化学方程式为：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
故答案为：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②根据Fe和CuSO₄溶液反应可以判断铁的活动性大于铜，根据Mg和MnSO₄溶液能够反应可以判断镁的活动性大于锰，根据Mn和FeSO₄溶液能反应可以判断锰的活动性大于铁，所以可以判断这四种金属的活动性由弱到强的顺序为：Cu＜Fe＜Mn＜Mg；
故答案为：Cu＜Fe＜Mn＜Mg．
点评：本题以实验探究的形式考查了反应物的溶质质量分数、反应温度等因素对化学反应速率的影响，重点在于培养学生的实验探究能力，同时要熟练掌握金属活动性顺序及其应用，在金属活动性顺序中，活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，难度较大．