Question

某實驗小組為了探究鎂條與鹽酸、醋酸反應(yīng)時，濃度或溫度對反應(yīng)速率（觀察鎂條消失的時間）的影響，他們準(zhǔn)備了以下化學(xué)用品：0.20mol/L與0.40mol/L的HCl溶液、0.2mol/L與0.40mol/L的CH₃COOH溶液、4條鎂條（形狀、大小、質(zhì)量相同）、幾支試管和膠頭滴管，酸液溫度控制為298K和308K．
（1）寫出以上反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）該實驗缺少的儀器是

 

．
（3）酸液都取足量、相同體積，請你幫助完成以下面實驗設(shè)計表：

實驗編號	溫度（K）	鹽酸濃度（mol?L-1）	醋酸濃度（mol?L-1）	實驗?zāi)康?/TD>
①	298	0.20	無	a．實驗①和②是探究   對鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響；  b．實驗①和③是探究   對鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響；  c．實驗①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應(yīng)速率的區(qū)別．
②	308	0.20	無
③	298	0.40	無
④		無

（4）相同溫度時，鎂條與相同濃度的鹽酸、醋酸反應(yīng)，剛開始時兩者產(chǎn)生氣體的速率鹽酸

 

醋酸（選填“=、＞或＜”），鎂條最先消失的是

 

（選填“鹽酸或醋酸”，下同）；如果鎂條足量，選pH相同、等體積的鹽酸和醋酸與鎂條反應(yīng)，剛開始時兩者產(chǎn)生氣體的速率鹽酸

 

醋酸（選填“=、＞或＜”），產(chǎn)生氣體最多的是

 

．
（5）若（2）中實驗①鎂條消失的時間是20s，則鎂條剩余質(zhì)量與時間關(guān)系圖如圖．假設(shè)：該反應(yīng)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率是原來的2倍；溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應(yīng)速度是鹽酸的

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．請你在此圖中大致畫出“實驗②”（用實線）、“實驗④中醋酸實驗”（用虛線）的鎂條質(zhì)量與時間關(guān)系曲線．

Answer 1

考點：濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）Mg與HCl和醋酸反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽和氫氣；
（2）還需要測定時間的儀器；
（3）根據(jù)實驗①和②的不同點、實驗①和③的不同點確定哪種因素對反應(yīng)速率的影響，實驗①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應(yīng)速率的區(qū)別，因此其它量不變，只把鹽酸換成醋酸即可；
（4）反應(yīng)速率與溶液中離子濃度成正比，離子濃度越大，反應(yīng)速率越大；如果鎂條足量，選pH相同、等體積的鹽酸和醋酸與鎂條反應(yīng)，哪種酸的物質(zhì)的量多，哪種酸產(chǎn)生的氫氣就多；
（5）根據(jù)濃度、溫度對反應(yīng)速率的影響，可通過反應(yīng)的時間體現(xiàn)．

解答： 解：（1）Mg與HCl反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：Mg+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Mg與醋酸反應(yīng)生成醋酸鎂和氫氣，其反應(yīng)的離子方程式為：Mg+2CH₃COOH=Mg ²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
故答案為：Mg+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Mg+2CH₃COOH=Mg ²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
（2）還需要測定時間的儀器：秒表（或計時器、或手表、或鬧鐘），
故答案為：秒表；
（3）實驗①和②的不同點是鹽酸的溫度，所以是探究不同溫度對鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響，實驗①和③的不同點是鹽酸的濃度，所以是探究不同濃度對鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響，實驗①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應(yīng)速率的區(qū)別，所以實驗④的溫度是298K，；
故答案為：④：298；實驗?zāi)康模篴．不同溫度；b．不同濃度；
（4）相同溫度相同濃度的鹽酸和醋酸，鹽酸溶液中氫離子濃度大于醋酸溶液中氫離子濃度，所以鹽酸的反應(yīng)速率大于醋酸的反應(yīng)速率，則鎂條最先消失的是鹽酸；pH相同、等體積的鹽酸和醋酸，醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸的物質(zhì)的量，其分別與足量鎂條反應(yīng)，生成氫氣最多的是醋酸；
故答案為：＞；鹽酸；醋酸；
（5）該反應(yīng)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率是原來的2倍，溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應(yīng)速度是鹽酸的

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，與①比較，②溫度升高10℃，反應(yīng)速率是原來的2倍，所以②反應(yīng)時間縮短到10min，④的反應(yīng)速率是①的

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，則反應(yīng)時間是①的2倍，即40min，所以其圖象為，
故答案為：．

點評：本題考查了探究鎂條與鹽酸、醋酸反應(yīng)，注意探究外界條件對反應(yīng)速率的影響時，必須是只有一個條件不同，其它條件相同時，才能比較得出結(jié)論，題目難度中等．