Question

5．化學興趣小組的同學對“影響金屬與鹽酸反應的劇烈程度的因素”進行探究．
【提出問題】金屬與鹽酸反應的劇烈程度受哪些因素的影響？
【作出猜想】①可能與金屬本身的性質(zhì)有關；②可能與鹽酸的濃度有關
【實驗探究】實驗所用金屬均已用砂紙打磨．
【實驗1】為探究猜想①，小亮同學設計如圖I所示的實驗，觀察到放鋅片試管中產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，寫出鐵與稀鹽酸反應的化學方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；從實驗現(xiàn)象可判斷：金屬活動性Zn＞（填“＜”、“=”或“＞”）Fe；
【得出結(jié)論1】金屬與鹽酸反應的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關．金屬活動性與反應的劇烈程度的關系是金屬活動性越強，反應的程度越劇烈．

【實驗2】為探究猜想②，小紅同學設計如圖Ⅱ所示的裝置進行實驗，其中注射器的作用是測量產(chǎn)生氫氣的體積；
所用藥品及實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗編號	選用金屬 （均取2g）	鹽酸質(zhì)量分數(shù) （均取50mL）	每分鐘產(chǎn)生氫氣的體積/mL
			1分鐘	1～2分鐘	2～3 分鐘	3～4分鐘	4～5分鐘	前5分鐘共收集氣體
1	鋅片	15%	2.9	16.9	11.9	9.2	7.6	48.5
2	鋅片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

【得出結(jié)論2】金屬與鹽酸發(fā)生反應的劇烈程度與鹽酸的濃度有關，其關系是鹽酸的濃度越大，反應的程度越劇烈．
【反思評價】根據(jù)上表中實驗數(shù)據(jù)分析，請描述鋅與鹽酸發(fā)生反應產(chǎn)生氣體快慢的情況并解釋其原因鋅與鹽酸發(fā)生反應產(chǎn)生氣體的速率先快后慢；因為鋅與鹽酸反應是放熱反應，所以隨著溫度升高，產(chǎn)生氣體速率加快，隨著反應的進行，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體的速率變慢．
通過以上探究，你認為金屬與鹽酸反應的劇烈程度可能還受哪些因素的影響金屬表面積（或金屬的形狀或金屬純度或催化劑等）（寫一條即可）．

Answer 1

分析 【實驗1】金屬與酸的反應為置換反應，寫出反應的化學方程式；根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論；
【得出結(jié)論1】根據(jù)金屬的活動性順序，分析金屬的活動性與反應的劇烈程度的關系；
【實驗2】根據(jù)注射器的作用是量取生成氣體的體積解答；
【得出結(jié)論2】根據(jù)表中信息結(jié)合濃度對反應的影響分析解答；
【反思評價】根據(jù)表中信反應的劇烈程度與酸的濃度有關，結(jié)合反應的過程進行分析；根據(jù)控制變量法分析影響反應速率的因素．

解答 解：【實驗1】由題意知：反應物、生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，正確書寫化學方程式，鐵與鹽酸反應的化學方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；放鋅片的試管中立即產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，因此金屬活動性強弱為：Zn＞Fe；
【得出結(jié)論1】金屬與鹽酸反應的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關（金屬活動性越強，反應越劇烈）；
【實驗2】注射器的作用是通過注射器往右移動的體積判斷生成氫氣的體積；
【得出結(jié)論2】根據(jù)表格信息可知，其他條件相同時，鹽酸濃度越大，反應越劇烈；
【反思評價】鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢；
金屬與鹽酸反應的劇烈程度可能受溫度、金屬的顆粒大小、金屬的純度等因素的影響，可以利用控制變量法設計實驗；
故答案為：【實驗1】Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；＞；
【得出結(jié)論1】金屬活動性越強，反應的程度越劇烈；
【實驗2】測量產(chǎn)生氫氣的體積；
【得出結(jié)論2】鹽酸的濃度越大，反應的程度越劇烈；
【反思評價】鋅與鹽酸發(fā)生反應產(chǎn)生氣體的速率先快后慢；因為鋅與鹽酸反應是放熱反應，所以隨著溫度升高，產(chǎn)生氣體速率加快，隨著反應的進行，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體的速率變慢；金屬表面積（或金屬的形狀或金屬純度或催化劑等）．

點評 本考點主要考查了影響金屬與酸發(fā)生化學反應速率的因素的探究，還考查了在生產(chǎn)、生活及實驗中應注意的問題．從酸的濃度、金屬的活動性和金屬的狀態(tài)等不同的角度，設計實驗，也考查了學生的實驗設計能力．要認真分析，綜合把握，問題就會迎刃而解．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．