Question

【題目】某化學(xué)興趣小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究：

Ⅰ. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)速率的測定和比較

實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)取一套裝置（裝置如圖所示），加入40 mL 1 mol·L－1的硫酸，測量收集10 mL H2所需的時間。

(2)取另一套裝置，加入40 mL 4 mol·L－1的硫酸，測量收集10 mL H2所需的時間。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 鋅跟硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，收集10 mL氣體，（2）所用時間比（1）所用時間________（填“長”或“短”）；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 4 mol·L－1硫酸與鋅反應(yīng)比1 mol·L－1硫酸與鋅反應(yīng)速率______（填“大”或“小”）。

注意事項(xiàng)：① 鋅粒的顆粒（即表面積）大小________________；

② 40 mL的硫酸要迅速加入；

③ 裝置____________________，且計(jì)時要迅速準(zhǔn)確；

④ 氣體收集可以用排水量氣裝置代替。

實(shí)驗(yàn)討論：除本實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)速率的方法外，可行的方案還有（任寫一種）

________________________________________________________________。

Ⅱ. 探究用HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素，所用HNO3濃度為1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K。

請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧��?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號：

實(shí)驗(yàn)編號	T(K)	大理石規(guī)格	HNO3濃度 (mol·L－1)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
①	298	粗顆粒	2.00	（1）實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響 （2）實(shí)驗(yàn)①和_____探究溫度對該反應(yīng)速率的影響 （3）實(shí)驗(yàn)①和_____探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對該反應(yīng)速率的影響
②	_____	________	_________
③	_____	粗顆粒	_________
④	______	______	________

Answer 1

【答案】短大基本相同氣密性良好測定單位時間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積；（測定一段時間內(nèi)H＋的濃度變化；測定一定時間內(nèi)鋅粒質(zhì)量變化）(任意一條即可)298粗顆粒1.003082.00298細(xì)顆粒2.00③④

【解析】

Ⅰ.(2) 稀硫酸和Zn可發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而氣體產(chǎn)生在溶液中會以氣泡的形式散發(fā)出來，故有氣泡產(chǎn)生；反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，所用時間就越短，即4mol·L-1的硫酸與鋅反應(yīng)速率較快，故（2）所用時間比（1）短 ；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：4 mol·L－1硫酸與鋅反應(yīng)比1 mol·L－1硫酸與鋅反應(yīng)速率大；注意事項(xiàng)：① 固體表面積影響反應(yīng)速率，鋅粒的顆粒（即表面積）大小基本相同； ② 40 mL的硫酸要迅速加入；③ 檢查裝置氣密性，裝置不漏氣，且計(jì)時要迅速準(zhǔn)確；④ 氣體收集可以用排水量氣裝置代替。實(shí)驗(yàn)討論：測定實(shí)驗(yàn)的一些變量之間關(guān)系時一般可采用控制變量法，如控制時間相同，測定單位時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積；或測定一段時間內(nèi)氫離子濃度變化；或測定一段時間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化；綜上所述，本題答案是：短，大，基本相同，氣密性良好；測定單位時間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積；（測定一段時間內(nèi)H＋的濃度變化；測定一定時間內(nèi)鋅粒質(zhì)量變化）(任意一條即可)。

Ⅱ. 本實(shí)驗(yàn)是由實(shí)驗(yàn)①做對比實(shí)驗(yàn)探究影響反應(yīng)速率的因素，所以在設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)時，要設(shè)計(jì)出分別只有濃度、溫度和接觸面積不同時反應(yīng)速率的變化，從而找出不同外界因素對反應(yīng)速率的影響；

由于實(shí)驗(yàn)①②的溫度、大理石規(guī)格相同，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②探究的是HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響，所以溫度為298 K，大理石為粗顆粒，HNO3濃度為1.00 mol·L－1；

實(shí)驗(yàn)①③中只有溫度不同，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③就可以探究溫度對該反應(yīng)速率的影響，故實(shí)驗(yàn)③的溫度選擇308K；硝酸選2.00 mol·L－1；

實(shí)驗(yàn)①④中只有大理石規(guī)格不同，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)④可以探究接觸面積對該反應(yīng)速率的影響，故實(shí)驗(yàn)④選擇細(xì)顆粒的大理石，溫度為298，硝酸選2.00 mol·L－1；

綜上所述，本題答案是：298 ，粗顆粒， 1.00， 308 ， 2.00 ， 298 ， 細(xì)顆粒， 2.00，③，④。