Question

20．小明學(xué)習(xí)金屬有關(guān)知識后，對“一定金屬和鹽酸反應(yīng)快慢的影響因素”進行了探究．
【提出問題】一定金屬與鹽酸反應(yīng)快慢受哪些因素的影響呢？
【猜想與假設(shè)】a．可能與鹽酸的濃度有關(guān)；b．可能與反應(yīng)時的溫度有關(guān)．
【設(shè)計并進行實驗】小明用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸和相同形狀的鋁片進行如下實驗．

實驗編號	鹽酸的濃度（均取20mL）	溫度/℃	收集40mL氣體所需時間/s
①	5%	30	48
②	10%	20	41
③	5%	20	69
④	10%	30	32

【分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論】
（1）寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑．
（2）通過實驗②③對比，說明其他條件相同時，鹽酸的濃度越大，反應(yīng)速率越快；通過實驗①③或②④（寫編號）對比，說明反應(yīng)時的溫度對反應(yīng)快慢有影響．
（3）如果鹽酸的濃度為10%，溫度為25℃，則收集40mL氣體所需的時間范圍為32s＜t＜41s．
（4）小明在做以上四組實驗時，發(fā)現(xiàn)一開始反應(yīng)速率都很慢，原因是鋁片可能沒有打磨，實驗前沒有除去鋁表面的氧化膜．
（5）還有哪些因素會影響金屬與酸的反應(yīng)快慢金屬的形狀（或金屬的純度或反應(yīng)物的量）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣進行分析；
（2）根據(jù)實驗①③中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，溫度不同，以及控制變量法進行分析；
（3）根據(jù)實驗①、③中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以及反應(yīng)的溫度，分析鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，溫度為25℃，則收集40mL氣體所需的時間；
（4）根據(jù)鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，易于氧氣反應(yīng)生成氧化鋁進行分析；
（5）反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物接觸面積、有無催化劑等因素常影響化學(xué)反應(yīng)速率．

解答 解：（1）鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（2）實驗①③或②④中鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，溫度不同，說明反應(yīng)時的溫度對反應(yīng)快慢有影響，通過實驗②③說明反應(yīng)物濃度對反應(yīng)快慢有影響；
（3）實驗②中鹽酸的濃度是10溫度是30℃，需要的時間是41，實驗④中鹽酸的濃度是10溫度是20℃，需要的時間是32，所以鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，10度為25℃，則收集40mL氣體所需的時間范圍為：32s＜t＜41s；
（4）小明在做以上四組實驗時，發(fā)現(xiàn)一開始反應(yīng)速率都很慢，原因是：實驗前沒有除去鋁表面的氧化膜；
（5）金屬的形狀，金屬的純度，反應(yīng)物的量等因素也會影響化學(xué)反應(yīng)的速率．
故答案為：
（1）2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑；
（2）其他條件相同時，鹽酸的濃度越大，反應(yīng)速率越快；  ①③或②④；
（3）32s＜t＜41s；
（4）鋁片可能沒有打磨，實驗前沒有除去鋁表面的氧化膜；
（5）金屬的形狀（或金屬的純度或反應(yīng)物的量）（答案合理即可）．

點評 本題以影響產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)速率為實驗探究的形式考查了反應(yīng)物濃度、顆粒的大小、反應(yīng)溫度等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，重點在于培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力，注意控制變量的運用．