Question

【題目】某研究性學習小組欲研究影響鋅和稀硫酸反應速率的外界條件，下表是其實驗設計的有關數據：

實驗 序號	鋅的質量/g	鋅的狀態	c(H2SO4) /mol·L－1	V(H2SO4) /mL	反應前溶 液的溫度/℃	添加劑
1	0.65	粒狀	0.5	50	20	無
2	0.65	粉末	0.5	50	20	無
3	0.65	粒狀	0.5	50	20	2滴CuSO4溶液
4	0.65	粉末	0.8	50	20	無
5	0.65	粉末	0.8	50	35	2滴CuSO4溶液

（1）在此5組實驗中，判斷鋅和稀硫酸反應速率大小，最簡單的方法可通過定量測定______________________進行判斷，其速率最快的實驗是________(填實驗序號)。

（2）對鋅和稀硫酸反應，實驗1和2表明，________對反應速率有影響；實驗1和3表明，________對反應速率有影響。

（3）進行實驗2時，小組同學根據實驗過程繪制的標準狀況下的氣體體積V與時間 t的圖像如下圖所示。

①在OA、AB、BC三段中反應速率最快的是________，原因是______________________。

②2～4 min內以硫酸的濃度變化表示的反應速率(假設溶液的體積不變)為________________________________________________________________________。

（4）利用如圖2裝置驗證非金屬性：C＞Si，B中加Na2CO3，C中加Na2SiO3溶液，A中應該加入__________________________，C中反應的化學方程式：________________________，D裝置的作用是_______________________________________。

Answer 1

【答案】鋅完全消失所需的時間 5 固體反應物的表面積 (是否形成)原電池 AB 反應放熱，使溫度升高，反應速率加快 0.06 mol·L－1·min－1 稀硫酸 CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 防止倒吸

【解析】

（1）第5組實驗時溫度最高，濃度最大，也滴加了硫酸銅溶液，利用了Zn-Cu原電池，因此反應速率最快；（2）實驗2和4除濃度不同外，其余均相同，應該是考查硫酸的濃度對速率的影響，實驗3比1多了形成Zn-Cu原電池，因此考查影響速率的因素是否形成原電池；（3）①從圖中看出2-4分鐘內產生氫氣最多，故這段時間內反應速率最大，因為為反應放熱，使溫度升高，反應速率加快，故答案為：AB；反應放熱，使溫度升高，反應速率加快；

②2-4分鐘內，產生氫氣179.2-44.8=134.4mL，物質的量為=6×10-3mol，根據反應方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，參加反應硫酸的物質的量為：6×10-3mol，v（H2SO4）===0.06molL-1min-1；（4）利用如圖2裝置驗證非金屬性：C＞Si，B中加Na2CO3，C中加Na2SiO3溶液，A中應該加入稀硫酸，C中反應的化學方程式：CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，D裝置的作用是防止倒吸。