Question

【題目】（12分）小明同學對“鋅與硫酸反應快慢的影響因素”進行了探究。

【提出問題】鋅與硫酸反應的快慢受哪些因素的影響呢？

【猜想與假設】

a.可能與硫酸的質量分數有關；

b.可能與鋅的形狀有關。

【查閱資料】

鋅的化學性質比較活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層“保護膜”，可阻止進一步氧化。該“保護膜”可以和酸反應，但不產生氫氣。

【設計并實驗】小兵用不同質量分數的硫酸和不同形狀的鋅進行如下實驗。

實驗編號	硫酸的質量分數（均取20mL）	鋅的形狀（均取1g）	氫氣的體積(mL)（均收集3分鐘）
①	20%	鋅粒	31.7
②	20%	鋅片	50.9
③	20%	鋅粒	61.7
④	30%	鋅片	79.9

（1）寫出稀硫酸與鋅反應的化學方程式______________________________。

（2）小兵用圖裝置收集并測量氫氣的體積，其中量筒的作用是_______________________，

氫氣應從________（填e或f或g）管通入；

【收集證據】

（3）要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，應選擇的實驗編號是____________；

【得出結論】

（4）結論是_____________________________________________________；

【評價與反思】

（5）下表是小兵第①組實驗的詳細數據。

時段（均為1分鐘）	第1分鐘	第2分鐘	第3分鐘	第4分鐘	第5分鐘	第6分鐘
H2的體積	3.1mL	16.7mL	11. 9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

請描述鋅與硫酸反應的先慢后快最后又變慢的原因___________________________；

（6）你認為鋅與硫酸反應的快慢可能還受 因素影響？

（7）取某廠生產的生鐵樣品6g，與100g足量的稀硫酸充分反應后，稱得剩余物質的總質量為105.8g。

①生成氣體的質量為 克；

②該廠生產的生鐵樣品中鐵的質量分數是多少？（寫出具體的過程，結果精確到0.1%）

③該廠生產的生鐵是否合格？ （填“合格”或“不合格”）

Answer 1

【答案】（1）Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

（2）測量排出水的體積，即為氫氣的體積 f

（3）①③或②④

（4）硫酸越濃，反應越快；（鋅片比鋅粒反應快）（合理即可）

（5）開始慢因為有氧化膜覆蓋在鋅的表面，然后逐漸變快，隨著反應的進行硫酸的質量分數變小，反應速率又變慢。（合理即可）

（6）溫度

（7）0.2克 93.3% 不合格

【解析】

試題分析：（1）鋅與稀硫酸反應生成的是硫酸鋅和氫氣：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；

（2）圖裝置收集收集氫氣的方法是采用的排水法收集，量筒的作用是量取排出水的體積，排出水的體積即為氫氣的體積；水只能從e端排出，故氫氣從f端通入；

（3）要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，要采用控制變量法來探究，即硫酸的質量分數不同但其他條件完全相同的實驗進行對比，故選擇①③或②④；

（4）通過對比實驗可知硫酸越濃，反應越快；金屬的顆粒越小，反應速率越快；

（5）根據材料，在常溫下的空氣中，鋅的表面生成一層“保護膜”，開始慢因為有氧化膜覆蓋在鋅的表面，然后逐漸變快，隨著反應的進行硫酸的質量分數變小，反應速率又變慢；

（6）鋅與硫酸反應的快慢可能還受溫度的影響，一般來說，我問的越高，反應速率越快；

（7）依據質量守恒定律化學反應前后物質的總質量不變，那么減少的質量即為生成的氫氣的質量，

氫氣的質量=6g+100g-105.8g=0.2g

利用化學方程式鐵與氫氣的質量比即可計算出生鐵中鐵的質量；

設鐵的質量為x：

Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑

56 2

X 0.2g

56／x =2／0.2g

X=5.6g

生鐵樣品中鐵的質量分數=5.6g／6g ×100%=93.3%

生鐵中的含碳量在2%-4.3%，即含鐵量要大于95.7%，故該廠生產的生鐵不合格。