Question

【題目】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某化學(xué)小組用實驗的方法進行探究。

Ⅰ．探究一：備選藥品：鎂片、鋁片、0.500 mol·L－1H2SO4、18.4 mol·L－1H2SO4。

甲同學(xué)研究的實驗報告：

實驗步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
①用砂紙打磨鎂片和鋁片； ②分別取等體積等濃度的硫酸于兩支試管中； ③將鎂片和鋁片同時投入到試管中。		金屬的性質(zhì)越活潑， 反應(yīng)速率越快

(1)甲同學(xué)用砂紙打磨鎂片和鋁片的原因是______________________________；選擇H2SO4濃度為________________。

(2) 實驗報告中現(xiàn)象為_______________________________________________。

Ⅱ．探究二：實驗室經(jīng)常用Na2S2O3與H2SO4的反應(yīng)探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，利用圖１所示裝置(夾持裝置略去)進行實驗，觀察到錐形瓶底部有淡黃色渾濁。

(3)請用化學(xué)方程式表示出實驗原理_________________________________，乙同學(xué)在實驗過程中對產(chǎn)生的氣體進行收集，并在2min內(nèi)6個時間點對注射器內(nèi)氣體進行讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)并繪制出圖像(如圖２)。

0~20s內(nèi)反應(yīng)速率υ1=__________mL·s－1，80~100s內(nèi)反應(yīng)速率υ2=__________mL·s－1。不考慮實驗測量誤差，分析速率差異的主要原因是_____________。

Answer 1

【答案】除去金屬表面的氧化物 0.500 mol·L－1 鎂片和鋁片與硫酸均反應(yīng)，鎂片表面產(chǎn)生氣泡比鋁片快 Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 0.90 0.40 隨反應(yīng)的不斷進行，Na2S2O3和H2SO4的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減小

【解析】

(1) 鎂片和鋁片的表面可能因被空氣中的氧氣氧化，為實驗的準(zhǔn)確性，應(yīng)除去金屬表面的氧化物；由于濃硫酸具有氧化性，常溫下能使鋁發(fā)生鈍化，和金屬鎂反應(yīng)生成的是二氧化硫，而不是氫氣，故應(yīng)選擇0.500 mol·L－1H2SO4；

(2)金屬的活潑性是金屬本身的性質(zhì)，鎂比鋁活潑，故反應(yīng)速率快；

(3)根據(jù)反應(yīng)原理Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，根據(jù)圖像得到產(chǎn)生氣體的體積，用氣體體積的變化量計算出反應(yīng)速率。

Ⅰ.(1) 甲同學(xué)用砂紙打磨鎂片和鋁片的原因是：鎂片和鋁片的表面可能因被空氣中的氧氣氧化，為實驗的準(zhǔn)確性，應(yīng)除去金屬表面的氧化物；由于濃硫酸具有氧化性，常溫下能使鋁發(fā)生鈍化，和金屬鎂反應(yīng)生成的是二氧化硫，而不是氫氣，故應(yīng)選擇0.500 mol·L－1H2SO4，

答案為：除去金屬表面的氧化物；0.500 mol·L－1；

(2) 實驗報告中現(xiàn)象為鎂片和鋁片與硫酸均反應(yīng)，由于鎂比鋁活潑，鎂片表面產(chǎn)生氣泡比鋁片快，

答案為：鎂片和鋁片與硫酸均反應(yīng)，鎂片表面產(chǎn)生氣泡比鋁片快；

Ⅱ.(3) 用Na2S2O3與H2SO4的反應(yīng)進行實驗，觀察到錐形瓶底部有淡黃色渾濁，化學(xué)方程式為Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O；根據(jù)圖2，20秒時，測得反應(yīng)中產(chǎn)生氣體的體積為18mL，則0~20s內(nèi)反應(yīng)速率υ1==0.90mL·s－1，80~100s內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積為61mL-53mL=8mL，時間為20s，則反應(yīng)速率υ2==0.40 mL·s－1；產(chǎn)生速率差異的主要原因是：隨反應(yīng)的不斷進行，Na2S2O3和H2SO4的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減小，

答案為：0.90；0.40；隨反應(yīng)的不斷進行，Na2S2O3和H2SO4的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減小。