Question

（Ⅰ）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL/SPT）	50	120	232	290	310

(1)上述时间段中（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大的是

_____________min，其主要原因是_____________。

(2)求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率__________________ 。

(3)如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是（填编号） __________  。

A．蒸馏水     B．NaCl溶液    C．Na₂CO₃溶液     D．CuSO₄溶液

（Ⅱ）某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了—套实验方案，并记录了有关实验现象如下表(表中的“实验方案”与“实验现象”前后不—定是对应关系)

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞	A．浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变成红色。
②钠与滴有酚酞试液的冷水反应	B．有气体产生，产生的气体可在空气中燃烧，溶液变成浅红色。
③镁带与2mol/L盐酸反应	C．反应不十分剧烈，产生的气体可以在空气中燃烧。
④铝条与2mol/L盐酸反应	D．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失。
⑤向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量	E．剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧。

请你帮助该同学整理并完成实验报告

(1)实验目的：_________________。

(2)实验用品：仪器：①砂纸，②试管，③胶头滴管，④酒精灯，⑤试管夹、试管架，⑥滤纸，⑦镊子，⑧小刀，⑨玻璃片，⑩锥形瓶(100mL)等；

药品：钠、镁条、铝条、2mol/L，的盐酸、AlCl₃溶液、氢氧化钠溶液等。

(3)填写与实验方案相对应的实验现象(从上表“实验现象”中选择)，并完成有关离子方程式

实验方案	实验现象(填写字母代号)	有关离子方程式
①	_________	Mg+2H2O(热水)==Mg(OH)2+H2↑
②	_________	_____________________
③	_________	Mg+2H^+==Mg^2++H2↑
④	_________	___________________
⑤	_________	Al^3+ + 3OH^-= Al(OH)3↓
___________________

(4)实验结论：_____________________

(5)该同学在本实验④中用去m克纯固体，反应完毕后无固体剩余，共收集到VL气体(SPT)下，该同学欲求此固体的原子量的表达式为________（用含m和V的式子表示）。

Answer

2～3 min 随着反应进行，放热，温度升高，反应速率加快。 0.1 mol/（L•min） A、B 验证第三周期金属元素的金属性的递变规律 ①B ②A 2Na+H2O═2Na-+2OH-+H2↑ ③E 【答题空10】④C 2Al+6H+═2Al3++3H2↑ ⑤D Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O 同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，金属性：Na＞Mg＞Al

【解析】(Ⅰ)(1)从表中数据看出2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，主要的原因是金属与酸的反应属于放热反应，随着反应进行，温度升高，反应速率加快，故答案为：2～3 min；随着反应进行，温度升高，反应速率加快；

(2)在2～3min时间段内，生成标况下氢气的体积为：232mL-120mL=112mL，n(H2)=0.005mol，由2HCl～H2可知：消耗盐酸的物质的量为0.01mol，则υ(HCl)==0.1mol/(L•min)，故答案为：0.1mol/(L•min)；

(3)改变化学反应速率的方法有：改变溶液的浓度、改变溶液的温度、改变固体的表面积等。A．加蒸馏水，溶液的体积增大，浓度降低，反应速率减小，但生成的气体的量不变，故A正确；B．加NaCl溶液，溶液的体积增大，浓度降低，反应速率减小，但生成的气体的量不变，故B正确；C．Na2CO3溶液使得盐酸的浓度减小，反应速率减慢，盐酸的量减少，产生氢气的量减少，故C错误；D．加CuSO4溶液，能形成铜锌原电池，加快反应速率，故D错误；故答案为：AB

(Ⅱ)(1)根据题意“某同学做同周期元素性质递变规律实验时”以及所做实验可以判断，本实验的实验目的是：验证第三周期金属元素的金属性的递变规律，故答案为：验证第三周期金属元素的金属性的递变规律；

(3)①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞，其现象应是：有气体产生，产生的气体可在空气中燃烧，溶液变成浅红色，即B．②钠与滴有酚酞试液的冷水反应，反应方程式是2Na+H2O═2NaOH+H2↑，其离子方程式是2Na+H2O═2Na-+2OH-+H2↑，其现象应该是：浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变成红色，即A．③镁带与2mol/L的盐酸反应，其现象应是：剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧，即E．值得注意的是镁比铝活泼，因此与盐酸反应，镁比铝剧烈．④铝条与2mol/L的盐酸反应，其化学方程式是2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑，即离子方程式是2Al+6H+═2Al3++3H2↑，其现象是：反应不十分剧烈，产生的气体可以在空气中燃烧，即C．⑤向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量，其现象：生成氢氧化铝白色胶状沉淀，继而在氢氧化钠过量时氢氧化铝与氢氧化钠反应使沉淀消失，即D．本实验发生反应的离子方程式是：Al3++3OH-═Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O．故答案为：①B； ②A；2Na+H2O═2Na-+2OH-+H2↑；③E；④C；2Al+6H+═2Al3++3H2↑；⑤D； Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O； 

(4)根据实验①②，说明与水反应时钠比镁剧烈，即钠的金属性比镁强．根据③④，说明与同浓度的盐酸反应，铝比镁剧烈，即铝的金属性比镁强．⑤说明氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应，即氢氧化铝既有酸性又有碱性，因此铝既有金属性又有非金属性．由以上分析第三周期，金属元素的金属性由强到弱的顺序是：Na＞Mg＞Al，即同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱．故答案为；同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，金属性：Na＞Mg＞Al；

(5) 设铝的原子量为M。

2Al+6H+═2Al3++3H2↑

2Mg 3×22.4L

mg VL

=，解得：M=，故答案为：。

点睛：本题把金属元素的性质与实验结合起来，探究同周期元素金属性的递变规律，具有较大的思维容量，能较好地训练学生比较、归纳、分析、思考的能力。