Question

【題目】影響化學反應速率的因素很多，某化學小組用實驗的方法進行探究。

Ⅰ．探究一：備選藥品：鎂片、鋁片、0.500 mol·L－1H2SO4、18.4 mol·L－1H2SO4。

甲同學研究的實驗報告：

實驗步驟	現象	結論
①用砂紙打磨鎂片和鋁片； ②分別取等體積等濃度的硫酸于兩支試管中； ③將鎂片和鋁片同時投入到試管中。		金屬的性質越活潑， 反應速率越快

(1)甲同學用砂紙打磨鎂片和鋁片的原因是______________________________；選擇H2SO4濃度為________________。

(2) 實驗報告中現象為_______________________________________________。

Ⅱ．探究二：實驗室經常用Na2S2O3與H2SO4的反應探究化學反應速率的影響因素，利用圖１所示裝置(夾持裝置略去)進行實驗，觀察到錐形瓶底部有淡黃色渾濁。

(3)請用化學方程式表示出實驗原理_________________________________，乙同學在實驗過程中對產生的氣體進行收集，并在2min內6個時間點對注射器內氣體進行讀數，記錄數據并繪制出圖像(如圖２)。

0~20s內反應速率υ1=__________mL·s－1，80~100s內反應速率υ2=__________mL·s－1。不考慮實驗測量誤差，分析速率差異的主要原因是_____________。

Answer 1

【答案】除去金屬表面的氧化物 0.500 mol·L－1 鎂片和鋁片與硫酸均反應，鎂片表面產生氣泡比鋁片快 Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 0.90 0.40 隨反應的不斷進行，Na2S2O3和H2SO4的濃度逐漸降低，反應速率減小

【解析】

(1) 鎂片和鋁片的表面可能因被空氣中的氧氣氧化，為實驗的準確性，應除去金屬表面的氧化物；由于濃硫酸具有氧化性，常溫下能使鋁發生鈍化，和金屬鎂反應生成的是二氧化硫，而不是氫氣，故應選擇0.500 mol·L－1H2SO4；

(2)金屬的活潑性是金屬本身的性質，鎂比鋁活潑，故反應速率快；

(3)根據反應原理Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，根據圖像得到產生氣體的體積，用氣體體積的變化量計算出反應速率。

Ⅰ.(1) 甲同學用砂紙打磨鎂片和鋁片的原因是：鎂片和鋁片的表面可能因被空氣中的氧氣氧化，為實驗的準確性，應除去金屬表面的氧化物；由于濃硫酸具有氧化性，常溫下能使鋁發生鈍化，和金屬鎂反應生成的是二氧化硫，而不是氫氣，故應選擇0.500 mol·L－1H2SO4，

答案為：除去金屬表面的氧化物；0.500 mol·L－1；

(2) 實驗報告中現象為鎂片和鋁片與硫酸均反應，由于鎂比鋁活潑，鎂片表面產生氣泡比鋁片快，

答案為：鎂片和鋁片與硫酸均反應，鎂片表面產生氣泡比鋁片快；

Ⅱ.(3) 用Na2S2O3與H2SO4的反應進行實驗，觀察到錐形瓶底部有淡黃色渾濁，化學方程式為Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O；根據圖2，20秒時，測得反應中產生氣體的體積為18mL，則0~20s內反應速率υ1==0.90mL·s－1，80~100s內產生氣體的體積為61mL-53mL=8mL，時間為20s，則反應速率υ2==0.40 mL·s－1；產生速率差異的主要原因是：隨反應的不斷進行，Na2S2O3和H2SO4的濃度逐漸降低，反應速率減小，

答案為：0.90；0.40；隨反應的不斷進行，Na2S2O3和H2SO4的濃度逐漸降低，反應速率減小。