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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
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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.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/8cb1cb1349540923950b00ca9158d109b3de4927.jpg)
(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______.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/8cb1cb1349540923950b00ca9158d109b3de4927.jpg)
(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______.
▼优质解答
答案和解析
(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 )=
=0.15mol/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、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.
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 |
所以v(HCl )=
0.15mol/L |
40s |
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:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/a1ec08fa513d26970a8be1ec56fbb2fb4316d823.jpg)
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/a1ec08fa513d26970a8be1ec56fbb2fb4316d823.jpg)
(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.
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