Question

13．一般情況下，金屬越活潑，與酸反應速度越快．為了探究金屬Mg、Zn、Fe與酸反應的快慢，某研究性學習小組設計了如下實驗（如圖所示）：
實驗步驟：
①取A、B、C三支試管，分別加入2mL濃度相同的鹽酸溶液
②分別加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe立即把三個相同的氣球分別套在各試管口上．實驗預測與分析：
（1）寫出鋅與鹽酸反應的化學方程式：Zn+2HCl$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ZnCl₂+H₂↑．
（2）氣球膨脹速度最快的是A．（填試管編號）
（3）該實驗表明，實驗室一般用鋅而不選用鎂、鐵制取氫氣的主要原因是鎂的反應速度太快不易收集，鐵的反應慢收集時間過長．
（4）若取相同質量的三種金屬與足量的稀鹽酸反應，生成氫氣的質量最多的是Mg．

Answer 1

分析 為了探究金屬Mg、Zn、Fe與酸反應的快慢，需要控制酸、金屬及操作等可變量，酸應使用質量分數(shù)相同、質量相同的同一種酸，金屬應取大小相同、外觀一致的金屬，操作時應同時加入、相同的氣球也應同時套在試管口上；根據(jù)金屬與的酸反應分析相同質量的三種金屬與足量的稀鹽酸反應，生成氫氣的質量的多少．

解答 解：（1）鋅與鹽酸反應，生成氯化鋅和氫氣；反應的化學方程式是：Zn+2HCl$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ZnCl₂+H₂↑
（2）三種金屬中，鎂的活動性最強，放出氫氣速率最大，所以放入鎂的A試管氣球膨脹速度最快；
（3）實驗室制取氣體時要求反應速度不能太快，反應太劇烈不宜于控制；也不能反應速度太慢，太慢收集需要太長時間；鎂與酸反應太快、鐵反應速度太慢，實驗室制取氫氣時不選用這兩種金屬；
（4）鎂的相對原子質量為24，24g鎂可反應生成2g氫氣，即1g鎂生成$\frac{1}{12}$克氫氣．
鋅的相對原子質量為65，65g鋅可反應生成2g氫氣，即1g鋅生$\frac{1}{32.5}$克氫氣．
鐵的相對原子質量56，56g鐵可反應生成2g氫氣，即1g鐵生成$\frac{1}{28}$克氫氣．
因為$\frac{1}{12}$＞$\frac{1}{28}$＞$\frac{1}{32.5}$，所以鎂放出的氫氣最多．
故答為：（1）Zn+2HCl$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ZnCl₂+H₂↑； （2）A；（3）鎂的反應速度太快不易收集，鐵的反應慢收集時間過長．  （4）Mg．根據(jù)選項中元素的相對原子質量和它們與稀鹽酸反應的化學方程式，計算出1g這些金屬分別與足量稀鹽酸反應生成氫氣的質量，再進行比較即可．

點評 實驗室制取氫氣通常選擇鋅粒與稀硫酸反應，一般選擇稀硫酸而不選擇稀鹽酸是由于稀硫酸沒有揮發(fā)性而鹽酸有揮發(fā)性．