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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 .试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
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H
2
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、H
2
SO
4
与金属反应产生H
2
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
.
试题解答
见解析
(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=
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=H
2
↑+Mg
2+
,
醋酸是弱电解质,应写化学式,离子方程式为 2CH
3
COOH+Mg=H
2
↑+Mg
2+
+2CH
3
COO
-
,
故答案为:2H
+
+Mg=H
2
↑+Mg
2+
、2CH
3
COOH+Mg=H
2
↑+Mg
2+
+2CH
3
COO
-
;
(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~H
2
↑
2mol 2g
nmol 0.03g
所以n=0.03mol
所以△c(HCl )=
=0.15mol/L,
所以v(HCl )=
=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、H
2
SO
4
与金属反应产生H
2
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H
2
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H
2
体积相等.
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化学
测定某些化学反应的速率
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第1章 化学反应原理与能量转化
1.1 化学反应的热效应
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反应热和焓变
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水的电离
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探究溶液的酸碱性
中和滴定
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