Question

【题目】“元旦”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__________。

小兵用如图装置收集并测量氢气的体积，量筒的作用是_____，氢气应从_____(填e或f或g)管通入。

（收集证据）(3)比较不同浓度的硫酸对反应快慢的影响，选择的编号是_______。

（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。_____。

Answer 1

【答案】Zn+H2SO4=ZnSO4 + H2↑ 接收水测量氢气体积，氢气应从f管通入 选择的编号是①③或②④ 其他条件相同时，稀硫酸浓度越大，反应越快 先加快，后减慢。反应放热，温度升高，速率增大，其后酸的浓度降低，速率减小 温度或锌的纯度等，在控制变量的条件下 温度；取质量相等的锌粒分别放入两只试管中，然后分别加入温度不同，体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间

【解析】

（1）根据稀硫酸与锌反应产生硫酸锌和氢气进行分析；

（2）为测定所收集氢气的体积，则需要采用液体等量代换的方式，因此可以选用右图这样的装置，短进长出，让里面的水等量流到量筒内，通过量筒内液体的体积判断收集的气体的体积；

（3）根据二氧化碳会与水反应进行分析；

（4）对比四个实验，利用控制变量法选择合适的对比组；

（5）通过不同质量分数的硫酸与锌反应产生氢气的快慢得出结论；

（6）根据表格的数据总结产生的氢气与时间的关系并分析原因；

（7）反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、有无催化剂等因素常影响化学反应速率，利用控制变量的思想设计一个因素对反应速率的影响。

（1）稀硫酸与锌反应产生硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

（2）因为氢气不易溶于水，可以通过压强的变化利用排水法把水压入量筒内，根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积，所以进气管是短管f；

（3）二氧化碳会与水反应，所以用该收集CO2，并测量生成的CO2气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是：防止二氧化碳与水反应；

（4）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，其中的锌的状态保持不变，选择不同质量分数的硫酸，看产生氢气的快慢，因此可以选择①③或②④；

（5）通过①③（都是锌粒，硫酸的质量分数不同），可以看出：硫酸的质量分数越大，反应速率越快；通过①②（锌粒和锌片与质量分数相同的硫酸反应）可以看出：锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快；

（6）从表格可以看出反应由慢到快然后逐渐减慢；因为随着反应的进行，反应放出热量，反应速度加快，但随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，反应速度又逐渐减慢；

（7）如设计温度对反应快慢的影响，具体的操作为：取质量相等的锌粒分别放入两只试管中，然后分别加入温度不同，体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间。