某探究小组用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速度的因素。实验药品:2.0 mol/L盐酸、4.0 mol/L盐酸、2.0
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某探究小组用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速度的因素。 实验药品:2.0 mol/L盐酸、4.0 mol/L盐酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸、相同大小的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0 mL,金属用量均为9.0 g。 Ⅰ.甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,实验及其现象如下:
反应进程 (分钟)
| 1
| 2
| 5
| 15
| 20
| 4.0 mol/L 盐酸
| 少量气泡
| 较多气泡
| 大量气泡
| 反应剧烈
| 铝片耗尽
| 2.0 mol/L 硫酸
| 无明显现象
| 极少量 气泡
| 少量气泡
| 4.0 mol/L 硫酸
| 无明显现象
| 少量气泡
| 有比较连续的气泡
| 请回答下列问题: (1)写出铝与盐酸反应的离子方程式: 。 (2)反应在1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐增大,其原因是 。 (3)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸的反应速率存在差异的原因”,你能对原因作出哪些假设或猜想: (写出一种即可)。 Ⅱ.乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验。请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表:
实验目的
| 实验 编号
| 温度 /℃
| 金属铝的 形态
| 盐酸浓度 /mol·L-1
| 1.实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; 2.实验①和③探究温度对该反应速率的影响; 3.实验①和④探究金属规格(铝片、 铝粉)对该反应速率的影响
| ①
| 25
| 铝片
| 4.0
| ②
|
|
|
| ③
|
|
|
| ④
|
|
|
| |
答案
Ⅰ.(1)2Al+6H+=2Al3++3H2↑ (2)反应放出热量,温度升高,使化学反应速率加快 (3)Cl-能够促进金属铝与H+的反应(或SO42-对H+与金属铝的反应起阻碍作用) Ⅱ.如下表所示:
实验编号
| 温度/℃
| 金属铝的形态
| 盐酸浓度/mol·L-1
| ②
| 25
| 铝片
| 2.0
| ③
| 50
| 铝片
| 4.0
| ④
| 25
| 铝粉
| 4.0
| 注:③中温度填其他合理答案也可 |
解析
Ⅰ.(2)1~15 min内铝与盐酸的反应速率逐渐增大的原因主要与反应温度有关,因为该反应是放热反应。(3)比较第1组和第2组(相同H+浓度的盐酸和硫酸),二者的区别在于阴离子不同,从而导致反应速率差别较大,故可得出有关假设:Cl-能够促进金属铝与H+反应或SO42-对H+与金属铝的反应起阻碍作用。Ⅱ.要完成实验设计,必须明确对比实验的目的。因为实验①和②是探究盐酸浓度对该反应速率的影响,故只改变②中盐酸的浓度;实验①和③是探究温度对该反应速率的影响,故只改变③中的反应温度;实验①和④是探究金属规格(铝片、铝粉)对该反应速率的影响,故只改变④中金属铝的形态。 |
举一反三
合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如下图:
下列说法正确的是 ( )A.t1时升高了温度 | B.t2时使用了催化剂 | C.t3时增大了压强 | D.t4时降低了温度 |
|
设C(s)+CO2(g)2CO(g);ΔH1>0反应速率为v1;设N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH2<0反应速率为v2。 对于上述反应,当温度降低时,v1和v2的变化情况为( )A.同时增大 | B.同时减小 | C.v1增大,v2减小 | D.v1减小,v2增大 |
|
反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0; 反应②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH<0。 若反应①在温度T1下进行,反应②在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),下面对两者反应速率大小判断正确的是( ) |
为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如表一系列实验。将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有过量Zn粒的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,记录收集相同体积的气体所需时间。
实验 试剂/mL
| 甲
| 乙
| 丙
| 丁
| 4 mol/L H2SO4
| 20
| V1
| V2
| V3
| 饱和CuSO4溶液
| 0
| 2.5
| V4
| 10
| H2O
| V5
| V6
| 8
| 0
| 下列说法正确的是 ( ) A.实验甲产生气泡的速率最快 B.V1<V2<V3<20 C.V4=V5=10 D.V6=7.5 |
下列说法不正确的是 ( ) ①0.1 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别与0.2 mol·L-1氢氧化钠溶液反应的速率相同 ②0.1 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1硝酸分别与大小相同的大理石反应的速率不同 ③大理石块与大理石粉末分别与0.1 mol·L-1盐酸反应的速率不同 ④已知t℃时反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0的速度为v,若降低温度,正反应速率加大 ⑤合成氨中及时分离出氨气后可减小反应速率 ⑥在合成氨反应中,相同条件下在有催化剂时(a)和无催化剂时(b)速率时间图像可用下图一表示 ⑦在合成氨反应中,不同温度下(T2>T1)的NH3的体积分数与时间的关系图像可用图二表示
A.除①⑦外 | B.除③⑤⑥外 | C.除③⑤外 | D.除③⑥⑦外 |
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