Question

12．化學興趣小組的同學對“影響金屬與鹽酸反應的劇烈程度的因素”進行了探究．
【提出問題】金屬與鹽酸反應劇烈程度受哪些因素的影響？
【作出猜想】a、可能與金屬本身的性質(zhì)有關
b、可能與鹽酸的濃度有關
【設計探究】實驗所用金屬均已用砂紙打磨．
實驗（1）為探究猜想a，小組同學分別在兩支試管中放入相同質(zhì)量的鋅片和鐵片，然后分別加入相同濃度和質(zhì)量的稀鹽酸，觀察到放鋅片的試管中立即產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，發(fā)生反應的化學方程式有Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；．從實驗現(xiàn)象可判斷：金屬活動性Zn＞Fe（填“＜”“=”“＞”）．
得出結(jié)論：金屬與鹽酸發(fā)生反應的劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關，金屬的活動性與反應的劇烈程度的關系是金屬活動性越強，反應的程度越劇烈．
實驗（2）為探究猜想b，小組同學設計如圖的裝置進行實驗，其中注射器的作用是量取生成氣體的體積．所用藥品，實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗編號	選用金屬（均取2g）	鹽酸質(zhì)量分數(shù)（均取50mL）	每分鐘產(chǎn)生氫氣的體積/mL
			1分鐘	1-2分鐘	2-3分鐘	3-4分鐘	4-5分鐘	前5分鐘共收集氣體
Ⅰ	鋅片	15%	2.9	16.9	11.0	9.2	7.6	48.5
Ⅱ	鋅片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

得出結(jié)論：金屬與鹽酸發(fā)生反應的劇烈程度與鹽酸的濃度有關，其關系是鹽酸濃度越大，反應程度越劇烈．
【反思評價】根據(jù)表一中實驗Ⅱ數(shù)據(jù)分析，請描述鋅與鹽酸發(fā)生反應快慢的變化情況并解釋原因鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢
通過以上探究，你認為金屬與鹽酸反應的劇烈程度可能還受哪些因素的影響固體的表面積．（寫出一條即可）
【拓展延伸】很多金屬不僅能與酸反應，也能與鹽溶液反應，將鐵棒放入硫酸銅溶液中，在鐵棒上析出紅色物質(zhì)，過一段時間后，取出鐵棒稱量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量比原來增加4g，則生成銅的質(zhì)量為32g．

Answer 1

分析 【設計探究】金屬與酸的反應為置換反應，符合A（單質(zhì)）+BC=C（單質(zhì)）+AB，故可以實現(xiàn)化學方程式；
根據(jù)題中的信息解答；
得出結(jié)論：根據(jù)金屬的活動性順序，金屬的活動性與反應的劇烈程度的關系是活動性較強的金屬與酸反應更劇烈；
實驗（2）根據(jù)注射器的作用是量取生成氣體的體積解答；
得出結(jié)論：根據(jù)表中信息解答；
【反思評價】根據(jù)表中信息解答；猜想是研究反應的劇烈程度與酸的濃度有關，其它條件不變，取用的是不同濃度的足量鹽酸溶液．
【拓展延伸】發(fā)生反應Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄，根據(jù)固體質(zhì)量差計算參加反應Cu的質(zhì)量．

解答 解：【設計探究】由題意知：反應物、生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，正確書寫化學方程式；如鋅與鹽酸反應：反應物為鋅與鹽酸，生成物為氯化鋅與氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，故正確書寫化學方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；鐵與鹽酸反應的化學方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
放鋅片的試管中立即產(chǎn)生大量氣泡，放鐵片的試管中只產(chǎn)生少量氣泡，金屬活動性Zn＞Fe；
得出結(jié)論：金屬活動性越強，反應的程度越劇烈；
實驗（2）注射器的作用是量取產(chǎn)生氣體的體積；
得出結(jié)論：根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可以看出，鹽酸濃度越大，反應程度越劇烈；
【反思評價】鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢．
金屬與鹽酸反應的劇烈程度可能受固體的表面積、反應物的狀態(tài)、催化劑的影響；
【拓展延伸】
設生成Cu的質(zhì)量為x，則：
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ 質(zhì)量增加△m
56               64                  8
                  x                    4g
$\frac{64}{x}=\frac{8}{4g}$
m=32g
故答案為：
【設計探究】Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；＞；
得出結(jié)論：金屬活動性越強，反應的程度越劇烈； 
實驗（2）：量取生成氣體的體積；
得出結(jié)論：鹽酸濃度越大，反應程度越劇烈；
【反思評價】鋅與鹽酸反應產(chǎn)生氣體的速度先加快后變慢，因為鋅與鹽酸是放熱反應，所以開始時溫度升高，產(chǎn)生氣體速度加快，隨著反應的進程，鹽酸不斷被消耗，濃度降低，產(chǎn)生氣體速度變慢；
固體的表面積．
【拓展延伸】32g．

點評 本考點主要考查了影響金屬與酸發(fā)生化學反應速率的因素的探究，還考查了在生產(chǎn)、生活及實驗中應注意的問題．從酸的濃度、金屬的活動性和金屬的狀態(tài)等不同的角度，設計實驗，也考查了學生的實驗設計能力．要認真分析，綜合把握，問題就會迎刃而解．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．