Question

【题目】控制变量法是科学探究中常用的方法。化学反应的快慢常与外界条件有关，如温度、压强、催化剂、固体表面积等因素。以下实验设计的目的是探究化学反应快慢与外界条件的关系。

Ⅰ．现有四份等质量的铁分别与足量的盐酸进行反应，图1为随着反应时间的变化产生气体体积V的关系曲线。四组实验条件分别是：

a.50℃、铁粉 b.30℃、铁粉 c.30℃、铁丝 d.20℃、铁丝

（1）请写出铁与盐酸反应的化学方程式：_____，该反应进行时会放出热量。

（2）通过实验a和b对比，得出的结论是_____；若要比较金属铁的表面积对反应快慢的影响，应选择的实验组别是_____。实验中观察到产生气体“逐渐变快又变慢”，请解释“逐渐变快”的原因是_____。

Ⅱ．（3）常温时，用足量的铁、锌、镁三种金属片分别与等量盐酸反应，图2中，甲图为实验发生装置，乙图为测得的产生氢气的量（图中压强越大，表示产生氢气的量越多）。

①该实验中，你认为还需要控制的变量是_____；

②根据乙图，得出反应物的量与生成H2体积的关系是_____。

（4）若足量的镁片与盐酸反应，测得产生H2的实际值比理论值偏大，请分析可能的原因（写出一条即可）：

_____。

Answer 1

【答案】Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑； 相同条件下，温度越高，金属与酸反应速率越快； bd 铁与稀硫酸反应放热，反应速率加快 ①金属的颗粒大小；②足量的不同金属分别与相同体积相同质量分数的相同的酸充分反应，生成氢气质量相等 反应放热，使气体膨胀； 氢气中混入了氯化氢气体。

【解析】

（1）根据铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气进行分析；

（2）利用控制变量法对不同小组的实验进行分析对比，得出正确结论；根据随着反应的进行，硫酸的浓度变小，反应速率变慢进行解答；

（3）①根据控制变量法进行分析；②结合表格信息、图象信息根据足量的不同金属分别与相同体积相同质量分数的相同的酸充分反应，生成氢气质量相等进行分析解答；

（4）考虑反应放热，使气体膨胀；氢气中混入了氯化氢气体，进行分析。

（1）根据铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；

（2）ab两组实验其他条件均相同，唯有温度不同，由此得出结论：相同条件下，温度越高，金属与酸反应速率越快；bd两组实验其他条件均相同，唯有金属铁的表面积不同，可用于比较金属铁的表面积对反应快慢的影响；铁与稀硫酸反应放热，反应速率加快；

（3）①此处应控制金属颗粒的大小相同；

②由图乙，你得出的反应物的量与生成的气体体积的关系是足量的不同金属分别与相同体积相同质量分数的相同的酸充分反应，生成氢气质量相等；

(4)可能的原因有：①反应放热，使气体膨胀。②氢气中混入了氯化氢气体。