Question

20．“化學反應條件的控制是實驗的靈魂”．某校科學興趣小組在老師指導下，進行了“比較金屬活動性因素”的實驗．請你幫助回答下列問題：
（1）取四支大試管，分別裝入等質量的鎂條、鋅粒、鐵粉、銅片，再加入足量的稀硫酸，并收集產生的氣體（如圖所示），結果發(fā)現(xiàn)銅片不與酸液反應，而其余金屬產生氫氣的量由多到少的順序是鎂＞鐵＞鋅．
（2）在制取氫氣的試驗中，下列幾步操作，合理的排列順序是（選填序號）①③④②．
①檢驗裝置的氣密性；                ②待有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣；
③將水槽中待收集氣體的小試管注滿水；④向大試管內裝金屬后，再加入足量稀硫酸
（3）取a、b兩支試管分別加入等質量的鐵釘、鐵粉，再分別加入3毫升10%的稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)b中比a中產生氣泡多且快，由此得出影響“比較金屬活動性因素”實驗中反應速率的因素有金屬與酸的接觸面積．據(jù)此，試說明第（1）題的實驗設計不合理之處是金屬與酸的接觸面積不同．
（4）另取一支c試管加入與b試管中等量的鐵粉，再加入3毫升15%的稀硫酸，仔細觀察較長時間，鐵粉表面有少量細小氣泡浮起；然后將這支試管浸入約60℃的熱水中，試管內氣泡明顯增多．試對比第（3）題b中的現(xiàn)象，分析b、c兩試管中實驗現(xiàn)象差異的根本原因是溫度不同，溫度越高，反應速率越快．

Answer 1

分析 （1）化合價相同的等質量的金屬與足量酸反應，相對原子質量小的產生氫氣的量多；
（2）實驗操作要按照一定的順序進行，如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失��；
（3）反應物接觸面積不同反應速度不同，金屬與酸溶液的接觸面積越大，反應速率越快；
（4）根據(jù)影響化學反應速率的方面進行分析、判斷，從而得出正確的結論．例如溫度、濃度、催化劑等因素都能影響化學反應的速率．

解答 解：（1）化合價相同的等質量的金屬與足量酸反應，相對原子質量小的產生氫氣的量多；故產生氫氣的量由多到少的順序是鎂＞鐵＞鋅；
（2）該操作過程中合理的排列順序是：先檢驗裝置的氣密性，再將小試管注滿放入水槽中待用，大試管內裝金屬后，再加入足量稀硫酸，待有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣，故合理的排列順序是①③④②；
（3）反應物接觸面積不同反應速度不同，金屬與酸溶液的接觸面積越大，反應速率越快；因此，設計（1）題的實驗時，幾種金屬的狀態(tài)要完全相同，即與金屬的接觸面積要相同；
（4）溫度可影響化學反應速率，一般情況下，溫度越高，反應速率越快．
故答案為：（1）鎂＞鐵＞鋅；
（2）①③④②；
（3）金屬與酸的接觸面積；金屬與酸的接觸面積不同；
（4）溫度不同，溫度越高，反應速率越快（或意思表達正確的其他說法）

點評 解答本題要充分理解影響化學反應速率的因素，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．要求同學們在平時的學習中加強基礎知識的記憶和理解，以便能夠靈活應用．