Question

某研究性活動小組用鎂粉、鹽酸、醋酸設計了以下實驗，對兩種酸分別與鎂粉反應的速率和電離平衡進行研究．實驗裝置圖如圖（夾持固定裝置已略去），正確操作得到如表實驗數據．

A燒瓶中	B燒瓶中	20℃、101kPa量筒（50ml）內氣體體積	反應時間
			A瓶	B瓶
40ml0.1mol/L CH3COOH溶液	40ml0.1mol/L 鹽酸溶液	5ml	t（a1）=155s	t（b1）=7s
		10ml	t（a2）=310s	t（b2）=16s
		15ml	t（a3）=465s	t（b3）=30s
		20ml	t（a4）=665s	t（b4）=34s

分析數據，觀察實驗裝置圖，回答下列問題：
（1）組裝完成后，有同學發現該裝置在設計上存在明顯缺陷，根本無法完成實驗，甚至存在危險，缺陷在于

 

，經小組研究后，稍作改進就可以繼續實驗了，改進方法是

 

．
（2）改進裝置后，如何檢查其中一側裝置的氣密性

 

．
（3）欲準確配制100ml0.10mol/L的鹽酸，除需要燒杯、酸式滴定管之外，還需要用到的玻璃儀器有

 

．
（4）t（a₁）＞t（b₁）的原因是

 

．
（5）請解釋t（b₃）-t（b₂）值比t（b₄）-t（b₃）值大的原因是

 

．
（6）該實驗可得出什么結論（最少答出兩點）
①

 

②

 

③

 

（7）實驗室用過量鋅與鹽酸制取氫氣時，若要減慢反應速率而不影響產生氫氣的量，可以加入

 

A 冰醋酸   B 醋酸鈉固體  C 石灰石    D 銅  E 燒堿  F 水   G 食鹽溶液．

Answer 1

分析：（1）根據裝置中量筒密封可能導致的事故來回答；
（2）根據氣體的熱脹冷縮的性質來檢驗裝置的氣密性；
（3）配制一定物質的量濃度的溶液所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規格的容量瓶以及玻璃棒；
（4）物質的量濃度大小影響化學反應速率進而會影響化學反應的時間；
（5）t（b₃）-t（b₂）值比t（b₄）-t（b₃）大說明反應速率慢，根據該反應放熱及溫度對反應速率的影響分析；
（6）根據實驗現象結合鹽酸和醋酸的性質得出結論；
（7）根據影響化學反應速率的因素及題干要求“要減慢反應速率而不影響產生氫氣的量”進行解答．

解答：解：（1）在裝置中，A、B兩個量筒口用膠塞密封，這樣反應產生的H₂會造成壓強過大而發生危險，可以將A、B量筒口的膠塞去掉，
故答案為：A、B兩個量筒口用膠塞密封，反應產生的H₂會造成壓強過大而發生危險[或密封的量筒內氣壓隨反應開始后不斷增大，會造成燒瓶或量筒因壓強過大將膠塞推出；除去A、B量筒口的膠塞；
（2）裝置氣密性的檢驗方法：將導管口放入水槽中，用手捂住燒瓶，如果導管口有氣泡產生，松開手后導管內有一段水柱，證明裝置不漏氣，
故答案為：用手握住其中一個燒瓶，看對應量筒中導管出口處是否有氣泡冒出，松開手，看導管中液面高度是否高過水槽的液面高度．若有，則不漏氣，反之漏氣；
（3）欲配制100mL實驗所需濃度的鹽酸，所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規格的容量瓶以及玻璃棒，所以還缺少：100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管，
故答案為：100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管；
（4）開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]，所以a₁的反應速率小于b₁，即t（a₁）遠遠大于t（b₁），
故答案為：同濃度的醋酸與鹽酸，氫離子濃度前者小得多，與鎂反應前者慢得多；
（5）由于反應過程中放出熱量，導致溫度較高，反應速度加快，所以t（b₃）-t（b₂）值比t（b₄）-t（b₃）值大，
故答案為：反應放熱，溫度較高，反應速度加快；
（6）金屬和酸的化學反應速率取決于溶液中氫離子的濃度，相同物質的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應時，開始階段，鹽酸中氫離子濃度大，所以鹽酸開始反應速率大，過一段時間后，由于醋酸的電離平衡的右移，導致醋酸較鹽酸反應速率的快，說明鹽酸是強電解質，醋酸是弱電解質（存在電離平衡）；根據表中數據可知，反應物濃度越大，反應速率越快，
故答案為：同濃度的鹽酸和醋酸分別和鎂反應，鹽酸反應快；醋酸比鹽酸難電離；反應物濃度越大，反應速度越快；溫度越高，反應速度越快．
（7）A 加入冰醋酸，增大了氫離子濃度和氫離子的物質的量，反應速率加快，產生的氫氣增加，故A錯誤；
B 加入醋酸鈉固體，氫離子與醋酸根離子反應生成弱電解質醋酸，氫離子濃度減小，反應速率減小，還不影響產生的氫氣的量，故B正確； 
C 石灰石，消耗了氫離子，使生成的氫氣的物質的量減小，故C錯誤；
D 銅，鋅與銅形成了原電池，加快了反應速率，故D錯誤；
E 燒堿，消耗了氫離子，使產生的氫氣的量減小，故E錯誤；
F 水，加入水，氫原子濃度減小，反應速率減小，產生氫氣的量不變，故F正確；
G 食鹽溶液，使溶液中氫離子濃度減小，反應速率減小，生成氫氣的量不變，故G正確；
故答案為：BFG．

點評：本題考查了探究影響反應速率的因素，題目難度中等，本題是一道開放性的實驗探究題，要求學生具有較高的分析和解決問題能力，綜合性較強．