某化学兴趣小组的同学通过实验比较等体积(200mL)0.55mol/L硫酸、1.1mol/L盐酸、1.1mol/L醋酸分

某化学兴趣小组的同学通过实验比较等体积(200mL)0.55mol/L硫酸、1.1mol/L盐酸、1.1mol/L醋酸分别与过量金属反应生成氢气的速率请你协助完成如下实验,并回答相关问题.

(1)实验用品:仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外,在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种,并说明理由).选择的金属是______,不选其它两种金属的理由是______.
(2)实验原理:(用离子方程式表示)______.
(3)甲同学设计的实验装置,乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生,并作了相应的改进.你认为乙同学改进的措施是:______.
(4)按改进后的装置进行实验,实验中HCl与金属反应产生H2质量随时间变化的关系见图一,计算实验在80-120s范围内HCl的平均反应速率______(忽略溶液体积变化,写出计算过程).
(5)请在答题卡的框图中,画出HAc、H2SO4与金属反应产生H2质量随时间变化关系的预期结果示意图.
(6)量筒的规格由______决定.
(7)对盐酸和醋酸反应图象的异同,你的解释是______.
紫懵 1年前 已收到1个回答 举报

sadfsadfsadklfj 幼苗

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解题思路:(1)根据金属的性质解答. Na能和水反应产生氢气,影响实验结论;Fe与酸反应的速率较慢,实验时间较长;
(2)镁与酸发生置换反应,生成盐和氢气;
(3)保证同时向三烧瓶内加入酸;
(4)根据氢气的质量计算出参加反应的HCl的物质的量,进而计算出盐酸的浓度变化量,根据v=[△c/△t]计算反应速率;
(5)硫酸中氢离子浓度大于醋酸中氢离子浓度,反应速率硫酸比醋酸快,两种提供的氢离子的物质的量相等,最后生成的氢气一样多;
(6)量筒用于测量生成氢气的体积,氢气的体积取决于酸溶液的体积;
(7)HCl为强电解质,完全电离,醋酸为弱电解质,存在电离平衡,开始氢离子浓度盐酸大于醋酸溶液,两种提供的氢离子的物质的量相等,最后生成的氢气一样多.

(1)Na太活泼,能和水反应产生氢气,影响实验结论;Fe与酸反应的速率较慢,实验时间较长.故镁较合适,
故答案为:Mg;由于Na太活泼,能和水反应产生氢气,影响实验结论;Fe与酸反应的速率较慢,实验时间较长;
(2)镁与硫酸、盐酸反应实质为,镁与氢离子反应,置换出氢气,反应离子方程式为2H++Mg=H2↑+Mg2+
醋酸是弱电解质,应写化学式,离子方程式为 2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-
故答案为:2H++Mg=H2↑+Mg2+、2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-
(3)保证同时向三烧瓶内加入酸,可同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液,故答案为:同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液;
(4)由图可知,80-120s范围内生成氢气的质量为0.21g-0.18g=0.03g,
2HCl~H2
2mol 2g
nmol 0.03g
所以n=0.03mol
所以△c(HCl )=[0.03mol/0.2L]=0.15mol/L,
所以v(HCl )=[0.15mol/L/40s]=0.00375mol/(L.min),
故答案为:0.00375mol/(L.min);
(5)硫酸中氢离子浓度大于醋酸中氢离子浓度,反应速率硫酸比醋酸快,两种提供的氢离子的物质的量相等,最后生成的氢气一样多.HAc、H2SO4与金属反应产生H2质量随时间变化关系的示意图为:
,故答案为:

(6)量筒用于测量生成氢气的体积,氢气的体积取决于酸溶液的体积,故答案为:酸溶液的体积;
(7)醋酸中存在电离平衡,反应开始时c(H+)小于盐酸,故反应速率也小于盐酸.由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等,故最后的得到H2体积相等,
故答案为:醋酸中存在电离平衡,反应开始时c(H+)小于盐酸,故反应速率也小于盐酸.由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等,故最后的得到H2体积相等.

点评:
本题考点: 测定某些化学反应的速率;弱电解质在水溶液中的电离平衡.

考点点评: 本题考查了决定化学反应速率大小的是物质本身的性质、响化学反应速率的因素,并且融合了化学实验,形式新颖灵活,同种金属与酸反应时,酸性强的酸反应速率快.

1年前

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