Question

【題目】常溫下，小明同學在練習“金屬的化學性質”實驗操作時，發現幾支試管中冒出氣泡的速率有快有慢，于是他與小芳同學一起合作進行如下探究。

【提出問題】金屬與酸反應的快慢受哪些因素影響呢？

【猜想與假設】A.可能與酸的濃度有關；B.可能與金屬的種類有關；C.可能與金屬的形狀有關。

【設計并實驗】小明和小芳進行如下實驗。

實驗 編號	鹽酸的 濃度	金屬 (均取2 g)	金屬的 形狀	收集50 mL 氫氣所需要 的時間/s
①	10%	鎂	粉狀	60
②	10%	鐵	片狀	120
③	10%	鎂	片狀	102
④	20%	鐵	片狀	110

(1)實驗時需將鎂片和鐵片進行打磨，其目的是____________________________。

(2)寫出鐵與稀鹽酸反應的化學方程式：________________________________。

【收集證據】

(3)要比較金屬的種類對反應快慢的影響，應選擇的實驗編號是________。

【得出結論】通過上述四個實驗，你得出的影響金屬與酸反應的因素有____________________。

(4)實驗①中試管外壁發燙，說明鎂與稀鹽酸反應是放熱反應。實驗測得鎂與稀鹽酸反應中產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如圖所示，你認為在t1～t2 時間段內反應速率逐漸加快的主要原因是_________________， t2～t3時間段內反應速率逐漸減慢的主要原因是___________________。

Answer 1

【答案】 除去金屬表面氧化物，防止干擾實驗 2HCl＋Fe===FeCl2＋ H2↑ ②③ 酸的濃度、金屬形狀、金屬種類 鎂與鹽酸反應放熱，溶液溫度升高，因此反應速率逐漸加快 鎂與鹽酸反應消耗了鹽酸，鹽酸的濃度變小，因此反應速率逐漸減慢

【解析】（1）鎂與鐵在空氣中表面易生成氧化膜，影響氣泡冒出的速率，故需要除去金屬表面的氧化膜；

（2）鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，反應方程式為2HCl＋Fe===FeCl2＋ H2↑；

（3）要比較金屬的種類對冒出氣泡的影響，利用控制變量法，需要將其他的條件控制為相同，實驗②③中只有金屬的種類不同，其他的條件完全相同，故應該選擇②③；由表可知酸的濃度、金屬形狀、金屬種類都會影響冒出氣泡快慢；

（4）t1～t2 時間段內鎂與鹽酸反應放熱，溶液溫度升高，因此反應速率逐漸加快；t2～t3時間段內鎂與鹽酸反應消耗了鹽酸，鹽酸的濃度變小，因此反應速率逐漸減慢；