化學小組同學對于“金屬和硫酸反應的快慢與什么因素有關”的課題開展探究
[已有知識]
(1)根據(jù)金屬的活動性順序,只有排在氫(H)前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應制取氫氣,且越靠    速率越快.
(2)實驗室制取二氧化碳:當其他因素都相同時,稀鹽酸與粉末狀石灰石反應速度大于與塊狀石灰石速率,由此可知化學反應速率快慢與    有關.
[設計實驗]下表是他們分別用相同質量的Fe絲和足量稀硫酸反應的三組實驗數(shù)據(jù):
 實驗編號 硫酸的質量分數(shù)/% 反應的溫度 Fe絲消失的時間/S
 ① 3 20 500
 ② 6 20 300
 ③ 6 30 80
(3)實驗②和③表明:該反應快慢與    有關.
(4)如果實驗②反應的溫度改為25℃,請推出Fe絲消失的時間(用t表示)的取值范圍   
[歸納總結]影響金屬和稀硫酸反應快慢的因素主要有:反應物的種類,金屬顆粒大小,反應溫度以及    等.
[拓展延伸]
(5)該實驗除了用Fe絲消失的時間來衡量反應的快慢外,你還能提出新的方法來衡量反應的快慢嗎?方法:   
(6)金屬除了能和酸反應外還能和其他金屬的鹽溶液反應,已知下列各組物質間均能發(fā)生置換反應.
A.Fe和CuSO4溶液       B.Mg和MnSO4溶液          C.Mn和FeSO4溶液
①寫出Fe和CuSO4溶液反應的化學方程式   
②Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬的活動性由弱到強的順序   
【答案】分析:(1)根據(jù)金屬的活動性順序知識分析;
(2)根據(jù)題中信息分析化學反應速率快慢的影響因素;
(3)(4)根據(jù)對比實驗的表格,變量唯一,通過變量看鐵絲消失的時間分析(3)和(4);
(5)判斷反應率的快慢除了觀察反應物的減少速率外,還可以通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢分析;
(6)根據(jù)金屬與鹽的反應規(guī)律,利用Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬及其化合物間可發(fā)生的反應,推斷Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬活動性由弱到強的順序并完成解答;
解答:解:(1)根據(jù)金屬的活動性順序,只有排在氫(H)前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應制取氫氣,且越靠前金屬越活潑,反應速率越快.
故答案為:前;
(2)實驗室制取二氧化碳時,當其他因素都相同時,稀鹽酸與粉末狀石灰石反應速度大于與塊狀石灰石速率,由此可知化學反應速率快慢與石灰石的顆粒大小有關.
故答案為:石灰石的顆粒大小;
(3)實驗②和③中反應的溫度不同,鐵絲消失的時間不同,說明該反應快慢與溫度有關,且溫度越高,反應越快.
故答案為:反應的溫度;
(4)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),20℃時,鐵絲消失的時間為300秒,20℃時,鐵絲消失的時間為80秒,又溫度越高,反應越快,所以如果實驗②反應的溫度改為25℃,鐵絲消失的時間(用t表示)的取值范圍80<t<300;
故答案為:80<t<300;
[歸納總結]從上分析可知,影響金屬和稀硫酸反應快慢的因素主要有:反應物的種類,金屬顆粒大小,反應溫度以及稀硫酸的溶質質量分數(shù)等;
故答案為:稀硫酸的溶質質量分數(shù);
(5)該實驗除了用鐵絲消失的時間來衡量反應的快慢外,還可以通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢.
故答案為:通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢;
(6)①鐵與硫酸銅反應生成了銅和硫酸亞鐵,其化學方程式為:Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;
故答案為:Fe+CuSO4═Cu+FeSO4
②根據(jù)Fe和CuSO4溶液反應可以判斷鐵的活動性大于銅,根據(jù)Mg和MnSO4溶液能夠反應可以判斷鎂的活動性大于錳,根據(jù)Mn和FeSO4溶液能反應可以判斷錳的活動性大于鐵,所以可以判斷這四種金屬的活動性由弱到強的順序為:Cu<Fe<Mn<Mg;
故答案為:Cu<Fe<Mn<Mg.
點評:本題以實驗探究的形式考查了反應物的溶質質量分數(shù)、反應溫度等因素對化學反應速率的影響,重點在于培養(yǎng)學生的實驗探究能力,同時要熟練掌握金屬活動性順序及其應用,在金屬活動性順序中,活動性強的金屬能將活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來,難度較大.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解

一碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO、CH4等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學.
(1)工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應,得到CO和H2,該反應的化學方程式為
 
,得到的CO和H2的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業(yè)上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,還可用于冶煉某些金屬.
(2)某他學興趣小組的同學在實驗室模擬了合成氣的制備,并設計實驗驗證合成氣的還原性.
I.用甲烷和水蒸氣在高溫條件下反應得到合成氣.根據(jù)(1)中所寫的化學方程式.合成氣中CO和H2的質量比為
 

Ⅱ.用合成氣還原足量氧化銅.實驗裝置如下圖所示:
精英家教網(wǎng)
[設計買驗步驟]
①連接好裝置并檢查氣密性.
②裝入藥品,通人一段時間合成氣.
③分別稱量裝置D、E的質量.
④緩緩通入合成氣,加熱裝置C,使其充分反應.
⑤停止加熱,繼續(xù)通入合成氣至恢復到室溫.
⑥再次分別稱量裝置D、E的質量.
[完善實驗設計]經(jīng)過討論同學們認為,裝置E后還應添加一個酒精燈,并在實驗步驟
 
(填實驗步驟的序號)中點燃(點燃前應對氣體驗純).
[進行實驗]該小組的同學按上述步驟進行實驗,并記錄了實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù):
①裝置C中出現(xiàn)
 
色物質.
②稱量數(shù)據(jù)如表所示.
  裝置D的質量 裝置E的質量
反應前 292.4g 198.2g
反應后 296.0g 201.5g
[現(xiàn)象分析和數(shù)據(jù)處理]
①甲同學根據(jù)裝置C中的現(xiàn)象,認為是合成氣中的CO和H2還原了CuO.
②乙同學通過對上表數(shù)據(jù)的分析,推測除了CO和H2以外,制得的合成氣中可能還有未反應的CH4,且CH4也還原了CuO.試通過計算說明他的推測依據(jù).
③丙同學提出,實驗步驟⑤中通入的氣體會帶走裝置E中的部分水蒸氣,使實驗產(chǎn)生誤差.你認為該誤差對乙同學的推測結果是否有影響?
 
(選填“是”或“否”,并說明理由).
[拓展探究]該小組同學對于CH4是否真的能夠還原氧化銅提出了質疑并進行探究.
查閱資料:甲烷具有還原性,可以還原氧化銅,生成CO2和H2O;白色的無水硫酸銅遇水會變成藍色.
實驗設計:該小組同學擬用純凈的甲烷氣體和如下裝置進行實驗.
精英家教網(wǎng)
①上圖裝置F中盛放的試劑名稱是
 

②上圖裝置的正確連接順序是
 
(填字母,且每套裝置限用一次).
[實驗反思]除了可能是CH4也還原了CuO外,出現(xiàn)上表數(shù)據(jù)關系還可能是因為
 
(寫出一個原因,并說明理由).

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科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2012?百色)化學小組同學對酸的性質很感興趣,向老師提出研究硝酸的性質,老師高興答應并帶領同學們進行了硝酸性質的實驗探究.
【實驗設計】
(1)將石蕊試液滴入稀硝酸中,預計石蕊試液由紫色變
色.
(2)將Zn片投入稀硝酸中,預計將產(chǎn)生H2,其名稱為
氫氣
氫氣

【實驗驗證】同學們按上述設計做了實驗,卻發(fā)現(xiàn)石蕊變色后一會兒即褪去,Zn片投入稀HNO3后,溶液中冒出氣泡,產(chǎn)生無色氣體A,在試管口氣體A變成紅棕色有刺激性氣味的氣體B.
【提出問題】
(1)石蕊試液變色后為何會褪色?
(2)上述產(chǎn)生的無色氣體是什么?硝酸具有哪些特性?
【查閱資料】看到如此異常的現(xiàn)象,在老師的指導下,同學們上網(wǎng)查到了下列資料:
(1)硝酸可與Zn、Cu等多種金屬反應生成相應的硝酸鹽,但不生成H2
(2)氮元素某些氣態(tài)物質的物理性質
NH3 N2 NO NO2
顏色 無色 無色 無色 紅棕色
溶解性 極易溶于水 不溶于水 不溶于水 可溶于水或硝酸
【猜想與分析】
(1)小明同學認為石蕊變色后又褪色的原因是由于試管不干凈,含有其他雜質造成的,要證明小明的觀點,應進行的操作是
取少量稀HNO3于干凈的試管中,滴入石蕊試液.觀察實驗現(xiàn)象(或用干凈的試管重復上述實驗)
取少量稀HNO3于干凈的試管中,滴入石蕊試液.觀察實驗現(xiàn)象(或用干凈的試管重復上述實驗)

(2)大家一致認同了紅棕色氣體B是NO2,但對于無色氣體A及變化的原因有不同的看法:
①小麗同學認為A是NH3,但遭到大家的一致反對,原因是
NH3極易溶于水,大多數(shù)氣體會溶解在稀HNO3中.且在常溫下NH3不易被氧化成NO2
NH3極易溶于水,大多數(shù)氣體會溶解在稀HNO3中.且在常溫下NH3不易被氧化成NO2
;
②小強同學認為A是N2,也遭到大家的一致反對,原因是
N2的化學性質比較穩(wěn)定,常溫下,N2在空氣中不能氧化成NO2
N2的化學性質比較穩(wěn)定,常溫下,N2在空氣中不能氧化成NO2
;
③經(jīng)討論,最終大家獲得了A是NO的共識.NO遇氧變成NO2的化學方程式為
2NO+O2=2NO2
2NO+O2=2NO2

【實驗探究】小紅同學對硝酸能與Cu反應很感興趣,便取了一小塊銅片投入稀HNO3中,發(fā)現(xiàn)Cu溶解,也出現(xiàn)上述Zn與稀HNO3反應的類似現(xiàn)象,確證生成了NO,并在老師的幫助下,測出恰好反應的Cu和HNO3的質量比為8:21,由此獲得了Cu與稀HNO3的反應方程式為
3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O

【交流反思】根據(jù)探究結果,請你解釋稀HCl跟銅不反應而稀HNO3卻能跟銅反應的原因
銅不與稀HCl發(fā)生置換反應,是因為銅的金屬活動性弱于氫.而稀HNO3具有強的氧化性,能與Cu發(fā)生氧化還原反應,生成NO等.
銅不與稀HCl發(fā)生置換反應,是因為銅的金屬活動性弱于氫.而稀HNO3具有強的氧化性,能與Cu發(fā)生氧化還原反應,生成NO等.

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科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解

化學小組同學對于“金屬和硫酸反應的快慢與什么因素有關”的課題開展探究
【已有知識】
(1)根據(jù)金屬的活動性順序,只有排在氫(H)前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應制取氫氣,且越靠
速率越快.
(2)實驗室制取二氧化碳:當其他因素都相同時,稀鹽酸與粉末狀石灰石反應速度大于與塊狀石灰石速率,由此可知化學反應速率快慢與
石灰石的顆粒大小
石灰石的顆粒大小
有關.
【設計實驗】下表是他們分別用相同質量的Fe絲和足量稀硫酸反應的三組實驗數(shù)據(jù):
 實驗編號  硫酸的質量分數(shù)/%  反應的溫度  Fe絲消失的時間/S
 ①  3  20  500
 ②  6  20  300
 ③  6  30  80
(3)實驗②和③表明:該反應快慢與
反應的溫度
反應的溫度
有關.
(4)如果實驗②反應的溫度改為25℃,請推出Fe絲消失的時間(用t表示)的取值范圍
80<t<300
80<t<300

【歸納總結】影響金屬和稀硫酸反應快慢的因素主要有:反應物的種類,金屬顆粒大小,反應溫度以及
稀硫酸的溶質質量分數(shù)
稀硫酸的溶質質量分數(shù)
等.
【拓展延伸】
(5)該實驗除了用Fe絲消失的時間來衡量反應的快慢外,你還能提出新的方法來衡量反應的快慢嗎?方法:
通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢
通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢

(6)金屬除了能和酸反應外還能和其他金屬的鹽溶液反應,已知下列各組物質間均能發(fā)生置換反應.
A.Fe和CuSO4溶液       B.Mg和MnSO4溶液          C.Mn和FeSO4溶液
①寫出Fe和CuSO4溶液反應的化學方程式
Fe+CuSO4═Cu+FeSO4
Fe+CuSO4═Cu+FeSO4

②Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬的活動性由弱到強的順序
Cu<Fe<Mn<Mg
Cu<Fe<Mn<Mg

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科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解

一碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO、CH4等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學.
(1)工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應,得到CO和H2,該反應的化學方程式為
CH4+H2O
 高溫 
.
 
CO+3H2
CH4+H2O
 高溫 
.
 
CO+3H2
,得到的CO和H2的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業(yè)上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,還可用于冶煉某些金屬.
(2)某他學興趣小組的同學在實驗室模擬了合成氣的制備,并設計實驗驗證合成氣的還原性.
I.用甲烷和水蒸氣在高溫條件下反應得到合成氣.根據(jù) (1)中所寫的化學方程式.合成氣中CO和H2的質量比為
14:3
14:3

Ⅱ.用合成氣還原足量氧化銅.實驗裝置如圖所示:

[設計實驗步驟]
①連接好裝置并檢查氣密性.
②裝入藥品,通人一段時間合成氣.
③分別稱量裝置D、E的質量.
④緩緩通入合成氣,加熱裝置C,使其充分反應.
⑤停止加熱,繼續(xù)通入合成氣至恢復到室溫.
⑥再次分別稱量裝置D、E的質量.
[完善實驗設計]經(jīng)過討論同學們認為,裝置E后還應添加一個酒精燈,并在實驗步驟
(填實驗步驟的序號)中點燃(點燃前應對氣體驗純).
[進行實驗]該小組的同學按上述步驟進行實驗,并記錄了實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù):
①裝置C中出現(xiàn)
色物質.
②稱量數(shù)據(jù)如左表所示.
裝置D的質量 裝置E的質量
反應前 292.4g 198.2g
反應后 296.0g 201.5g
[現(xiàn)象分析和數(shù)據(jù)處理]
①甲同學根據(jù)裝置C中的現(xiàn)象,認為是合成氣中的CO和H2還原了CuO.
②乙同學通過對上表數(shù)據(jù)的分析,推測除了CO和H2以外,制得的合成氣中可能還有未反應的CH4,且CH4也還原了CuO.試通過計算說明他的推測依據(jù).
該實驗生成物中碳、氫元素的質量比與一氧化碳和氫氣還原氧化銅后碳、氫元素的質量比不符
該實驗生成物中碳、氫元素的質量比與一氧化碳和氫氣還原氧化銅后碳、氫元素的質量比不符

[拓展探究]該小組同學對于CH4是否真的能夠還原氧化銅提出了質疑并進行探究.
查閱資料:甲烷具有還原性,可以還原氧化銅,生成CO2和H2O;白色的無水硫酸銅遇水會變成藍色.
實驗設計:該小組同學擬用純凈的甲烷氣體和如下裝置進行實驗.

①圖中裝置F中盛放的試劑名稱是
澄清的石灰水
澄清的石灰水

②圖中裝置的正確連接順序是
HGFI
HGFI
(填字母,且每套裝置限用一次).

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