Question

【題目】控制變量法是科學探究中常用的方法�；瘜W反應的快慢常與外界條件有關，如溫度、壓強、催化劑、固體表面積等因素。以下實驗設計的目的是探究化學反應快慢與外界條件的關系。

Ⅰ．現有四份等質量的鐵分別與足量的鹽酸進行反應，圖1為隨著反應時間的變化產生氣體體積V的關系曲線。四組實驗條件分別是：

a.50℃、鐵粉 b.30℃、鐵粉 c.30℃、鐵絲 d.20℃、鐵絲

（1）請寫出鐵與鹽酸反應的化學方程式：_____，該反應進行時會放出熱量。

（2）通過實驗a和b對比，得出的結論是_____；若要比較金屬鐵的表面積對反應快慢的影響，應選擇的實驗組別是_____。實驗中觀察到產生氣體“逐漸變快又變慢”，請解釋“逐漸變快”的原因是_____。

Ⅱ．（3）常溫時，用足量的鐵、鋅、鎂三種金屬片分別與等量鹽酸反應，圖2中，甲圖為實驗發生裝置，乙圖為測得的產生氫氣的量（圖中壓強越大，表示產生氫氣的量越多）。

①該實驗中，你認為還需要控制的變量是_____；

②根據乙圖，得出反應物的量與生成H2體積的關系是_____。

（4）若足量的鎂片與鹽酸反應，測得產生H2的實際值比理論值偏大，請分析可能的原因（寫出一條即可）：

_____。

Answer 1

【答案】Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑； 相同條件下，溫度越高，金屬與酸反應速率越快； bd 鐵與稀硫酸反應放熱，反應速率加快 ①金屬的顆粒大��；②足量的不同金屬分別與相同體積相同質量分數的相同的酸充分反應，生成氫氣質量相等 反應放熱，使氣體膨脹； 氫氣中混入了氯化氫氣體。

【解析】

（1）根據鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣進行分析；

（2）利用控制變量法對不同小組的實驗進行分析對比，得出正確結論；根據隨著反應的進行，硫酸的濃度變小，反應速率變慢進行解答；

（3）①根據控制變量法進行分析；②結合表格信息、圖象信息根據足量的不同金屬分別與相同體積相同質量分數的相同的酸充分反應，生成氫氣質量相等進行分析解答；

（4）考慮反應放熱，使氣體膨脹；氫氣中混入了氯化氫氣體，進行分析。

（1）根據鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；

（2）ab兩組實驗其他條件均相同，唯有溫度不同，由此得出結論：相同條件下，溫度越高，金屬與酸反應速率越快；bd兩組實驗其他條件均相同，唯有金屬鐵的表面積不同，可用于比較金屬鐵的表面積對反應快慢的影響；鐵與稀硫酸反應放熱，反應速率加快；

（3）①此處應控制金屬顆粒的大小相同；

②由圖乙，你得出的反應物的量與生成的氣體體積的關系是足量的不同金屬分別與相同體積相同質量分數的相同的酸充分反應，生成氫氣質量相等；

(4)可能的原因有：①反應放熱，使氣體膨脹。②氫氣中混入了氯化氫氣體。