Question

某实验小组为了探究镁条与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率（观察镁条消失的时间）的影响，他们准备了以下化学用品：0.20mol/L与0.40mol/L的HCl溶液、0.2mol/L与0.40mol/L的CH₃COOH溶液、4条镁条（形状、大小、质量相同）、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298K和308K．
（1）写出以上反应的离子方程式为

 

．
（2）该实验缺少的仪器是

 

．
（3）酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下面实验设计表：

实验编号	温度（K）	盐酸浓度（mol?L-1）	醋酸浓度（mol?L-1）	实验目的
①	298	0.20	无	a．实验①和②是探究   对镁与盐酸反应速率的影响；  b．实验①和③是探究   对镁与盐酸反应速率的影响；  c．实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别．
②	308	0.20	无
③	298	0.40	无
④		无

（4）相同温度时，镁条与相同浓度的盐酸、醋酸反应，刚开始时两者产生气体的速率盐酸

 

醋酸（选填“=、＞或＜”），镁条最先消失的是

 

（选填“盐酸或醋酸”，下同）；如果镁条足量，选pH相同、等体积的盐酸和醋酸与镁条反应，刚开始时两者产生气体的速率盐酸

 

醋酸（选填“=、＞或＜”），产生气体最多的是

 

．
（5）若（2）中实验①镁条消失的时间是20s，则镁条剩余质量与时间关系图如图．假设：该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的

1

2

．请你在此图中大致画出“实验②”（用实线）、“实验④中醋酸实验”（用虚线）的镁条质量与时间关系曲线．

Answer 1

考点：浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：化学反应速率专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）Mg与HCl和醋酸反应生成对应的盐和氢气；
（2）还需要测定时间的仪器；
（3）根据实验①和②的不同点、实验①和③的不同点确定哪种因素对反应速率的影响，实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别，因此其它量不变，只把盐酸换成醋酸即可；
（4）反应速率与溶液中离子浓度成正比，离子浓度越大，反应速率越大；如果镁条足量，选pH相同、等体积的盐酸和醋酸与镁条反应，哪种酸的物质的量多，哪种酸产生的氢气就多；
（5）根据浓度、温度对反应速率的影响，可通过反应的时间体现．

解答： 解：（1）Mg与HCl反应生成氯化镁和氢气，反应的离子方程式为：Mg+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Mg与醋酸反应生成醋酸镁和氢气，其反应的离子方程式为：Mg+2CH₃COOH=Mg ²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
故答案为：Mg+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Mg+2CH₃COOH=Mg ²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
（2）还需要测定时间的仪器：秒表（或计时器、或手表、或闹钟），
故答案为：秒表；
（3）实验①和②的不同点是盐酸的温度，所以是探究不同温度对镁与盐酸反应速率的影响，实验①和③的不同点是盐酸的浓度，所以是探究不同浓度对镁与盐酸反应速率的影响，实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别，所以实验④的温度是298K，；
故答案为：④：298；实验目的：a．不同温度；b．不同浓度；
（4）相同温度相同浓度的盐酸和醋酸，盐酸溶液中氢离子浓度大于醋酸溶液中氢离子浓度，所以盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率，则镁条最先消失的是盐酸；pH相同、等体积的盐酸和醋酸，醋酸的物质的量大于盐酸的物质的量，其分别与足量镁条反应，生成氢气最多的是醋酸；
故答案为：＞；盐酸；醋酸；
（5）该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍，温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的

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2

，与①比较，②温度升高10℃，反应速率是原来的2倍，所以②反应时间缩短到10min，④的反应速率是①的

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2

，则反应时间是①的2倍，即40min，所以其图象为，
故答案为：．

点评：本题考查了探究镁条与盐酸、醋酸反应，注意探究外界条件对反应速率的影响时，必须是只有一个条件不同，其它条件相同时，才能比较得出结论，题目难度中等．