Question

（14分）兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：0．20mol/L与0．40mol/L的HCl溶液、0．2mol/L与0．40mol/L的CH₃COOH溶液、0．10mol/L CuCl₂、锌片（形状、大小、质量相同）、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298K和308K．

（1）酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下面实验设计表（表中不要留空格）：

（2）若（1）中实验①锌片消失的时间是20s，则锌片剩余质量与时间关系图如上图．假设：该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2．请你在此图中大致画出“实验②”（用实线）、“实验④中醋酸实验”（用虚线）的锌片质量与时间关系曲线．

（3）某实验小组在做（1）中实验④时误加少量0．10mol/L CuCl₂溶液，发现反应速率与（1）中实验①接近。该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三：

假设一：Cu²⁺对该反应起催化剂作用     

假设二：Cl^- 对该反应起催化剂作用

假设三：_________________________     ……

（4）请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象：

实验步骤	预期现象

Answer

（1）④：298；0．20；实验目的：a．不同温度；b．不同浓度；（每空一分，共4分）

（2）（每条线2分，共4分）

（3）形成Zn---Cu原电池，加快反应速率（其它答案合理亦给分）（2分）

（4）设计对照试验，其中一个为原电池。（开放性试题答案合理，酌情给分 ） （4分）

【解析】

试题分析：（1）实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别，所以④反应温度与实验①相同，也是298K， 0．20mol/L的醋酸；若原来使用的0．20mol/L的醋酸； a．实验①和②物质的温度不同，其它条件都相同，因此是探究不同温度对锌与盐酸反应速率的影响；b．实验①和③反应的温度相同，而盐酸的浓度不同，因此是探究不同浓度盐酸对锌与盐酸反应速率的影响；（2）实验②温度比实验①高10℃。由于反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍，时间是原来的1/2,则Zn完全反应消耗的时间是10s，实验④中，温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2，则反应时间是①的2倍，为40s．用图像表示为：

；

（2）Zn与CuCl2溶液发生反应：Zn+CuCl2=Cu+ ZnCl2，产生的Cu与Zn及电解质溶液形成原电池，加快了反应速率。所以假设三是形成Zn--Cu原电池，加快反应速率；（4）在两个相同的烧杯中加入同一浓度 盐酸溶液200ml，然后向一个烧杯中加入连接的Zn、Cu金属棒；另一个烧杯中加入相同金属材料的连接的两个Zn棒，通过观察两个电极上产生气泡的快慢程度，就可以知道放有Zn、Cu电极构成原电池的烧杯中，可以加快反应速率，只放Zn的发生速率没有明显变化。装置图是

。

考点：考查化学实验方案的设计与评价的知识。