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【题目】化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究。
(1)【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响?
【作出猜想】a.可能与金属本身的性质有关
b.可能与盐酸的浓度有关
【设计探究】为保证实验准确性,实验所用金属片均用砂纸打磨,打磨目的主要是:
实验⑴为探究猜想a,小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片,然后分别加入等质量、等浓度的稀盐酸,观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的试管中只产生少量气泡。写出锌与盐酸发生反应的化学方程式为
从实验现象可判断:金属活动性ZnFe(填“<”、“=”或“>”)。
【得出结论1】
金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关,金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是
(2)实验⑵为探究猜想b,小组同学设计如图的装置进行实验,其中注射器的作用是

所用药品、实验数据如下表:

实验
编号

选用金属
(均取2g)

盐酸质量分数
(均取50mL)

每分钟产生氢气的体积/mL

1分钟

1﹣2
分钟

2﹣3
分钟

3﹣4
分钟

4﹣5
分钟

前5分
钟共收
集气体

锌片

15%

2.9

16.9

11.9

9.2

7.6

48.5

锌片

5%

1.6

8.4

5.9

4.8

3.7

24.4

【得出结论2】金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关,其关系是
(3)【反思评价】根据表中实验Ⅱ数据分析,请解释锌与盐酸发生反应由慢到快原因:再由快到慢的原因是
(4)【拓展延伸】通过以上探究,你认为金属与盐酸反应的剧烈程度还可能与哪些因素有关?
因素1:
因素2:

【答案】
(1)去除表面氧化物及杂质;Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;>;金属活动性越强,反应越剧烈
(2)通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积;其他条件相同时,盐酸浓度越大,反应越剧烈
(3)锌与稀盐酸反应放热,随着反应的进行,温度升高,所以速度越来越快;一段时间后,盐酸被消耗,盐酸浓度变小,反应速率减慢
(4)固体的表面积、反应物的状态;催化剂的影响
【解析】(1)【设计探究】由于金属在存放过程中金属可能生锈或者有污物。故实验所用金属片均用砂纸打磨,打磨目的主要是:去除表面氧化物及杂质;
由题意知:反应物、生成物,根据质量守恒定律,正确书写化学方程式;如锌与盐酸反应:反应物为锌与盐酸,生成物为氯化锌与氢气,根据质量守恒定律,故正确书写化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的试管中只产生少量气泡,金属活动性Zn>Fe;
得出结论1:根据金属的活动性顺序,金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是金属活动性越强,反应越剧烈;
(2)实验(2)注射器的作用是通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积;
得出结论2:其他条件相同时,盐酸浓度越大,反应越剧烈;
(3)【反思评价】锌与盐酸反应产生气体的速度先加快后变慢,因为锌与稀盐酸反应放热,随着反应的进行,温度升高,所以速度越来越快,再由快到慢的原因是一段时间后,盐酸被消耗,盐酸浓度变小,反应速率减慢;
(4)【拓展延伸】金属与盐酸反应的剧烈程度可能受固体的表面积、反应物的状态、催化剂的影响.
故答案为:(1)去除表面氧化物及杂质;Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;>;金属活动性越强,反应越剧烈;(2)通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积;其他条件相同时,盐酸浓度越大,反应越剧烈;(3)锌与稀盐酸反应放热,随着反应的进行,温度升高,所以速度越来越快;一段时间后,盐酸被消耗,盐酸浓度变小,反应速率减慢;(4)固体的表面积、反应物的状态;催化剂的影响.
(1)【设计探究】金属在存放过程中金属可能生锈或者有污物;锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气;根据锌和铁与酸反应的剧烈程度可判断它们的活动性强弱;
(2)注射器的作用是量取生成气体的体积;
得出结论:根据表中信息结合浓度对反应的影响分析解答;
(3)【反思评价】根据表中信反应的剧烈程度与酸的浓度有关;
(4)根据控制变量法结合影响反应速率的因素进行设计实验即可.

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