Question

教材采用圖1實驗裝置測定鋅與稀硫酸反應的速率．
（1）檢查圖1裝置氣密性的操作方法是

 

．
（2）分別取2g顆粒大小相同的鋅粒分別與體積均為40mL的1mol/L硫酸、4mol/L硫酸反應，收集25mL H₂時所需時間后者比前者

 

．
（3）同學們在實驗操作中發(fā)現(xiàn)，本實驗設計存在明顯不足，例如（舉兩例）

 

．
（4）某化學興趣小組對教材實驗裝置進行圖2所示改進．檢查裝置氣密性后進行的實驗操作有：
a．在多孔塑料袋中裝入鋅粒；
b．在錐形瓶中加入40mL 1mol/L硫酸；
c．塞好橡膠塞，

 

時立即用秒表計時；
d．注射器內每增加5mL氣體時讀取一次秒表．
（5）實驗觀察到鋅與稀硫酸反應初期速率逐漸加快，其原因是

 

，反應進行一定時間后速率逐漸減慢，原因是

 

．
（6）測得產生H₂的體積與反應時間的關系曲線如圖3所示，t_1～t₂時間段氫氣體積略有減小的原因是

 

；在64s內用H⁺濃度表示的平均反應速率v（H⁺）=

 

（此時，溶液體積仍為40mL，氣體摩爾體積為25L/mol）．

Answer 1

考點：測定某些化學反應的速率

專題：實驗題

分析：（1）使裝置內外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段；
（2）根據(jù)濃度越大化學反應速率越快來回答；
（3）根據(jù)實驗裝置的特點和實驗的可行性來回答；
（4）根據(jù)產生一定體積的氣體所需要的時間來確定反應速率時，在物質混合后就應該計時；
（5）溫度升高，反應速率加快；濃度減小，反應速率減慢；
（6）根據(jù)氣體的熱脹冷縮性質來分析；根據(jù)v=

△c

△t

來計算化學反應速率．

解答： 解：（1）使裝置內外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段，檢查該裝置的氣密性可關閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內管一段距離后松手，若內管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好，
故答案為：關閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內管一段距離后松手，若內管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好；
（2）1mol/L硫酸濃度小于4mol/L硫酸，化學反應速率后者快，收集25mL H₂時所需時間后者比前者短，故答案為：短；
（3）本實驗設計存在明顯不足，長頸漏斗的使用不能達到實驗目的，應該改為分液漏斗，其次是反應速率太快，收集25mLH₂時所需時間間隔太短，不易計時，
故答案為：長頸漏斗控制反應的進行不可取，收集25mLH₂時所需時間間隔太短；
（4）產生一定體積的氣體所需要的時間來確定反應速率時，在物質混合后就應該計時，故答案為：多孔塑料袋浸入稀硫酸；
（5）觀察到鋅與稀硫酸反應初期，反應放熱，溫度升高，反應速率加快；反應進行一定時間后，酸中氫離子濃度減小，反應速率減慢，故答案為：反應放熱，溫度升高反應速率加快；酸中氫離子濃度減��；
（6）在金屬鋅和硫酸的反應中，接近反應的最后階段，由于氣體的熱脹冷縮性質，會發(fā)現(xiàn)氣體的體積突然減小，根據(jù)金屬鋅和硫酸反應的實質是：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，產生氫氣40mL時，質量是0.040L×25g/L=1g，物質的量是0.5mol，消耗氫離子的物質的量是1mol，根據(jù)v=

△c

△t

=

1mol 0.04L

64s

=0.39mol/（L?s），
故答案為：氣體遇冷壓縮；0.39mol/（L?s）．

點評：本題是一道關于化學反應速率的實驗探究題，考查學生分析和解決問題的能力，難度中等．