Question

教材采用图1实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率。

(1)检查图1装置气密性的操作方法是___。

(2)分别取2g颗粒大小相同的锌粒分别与体积均为40mL的1mol/L硫酸、4mol/L硫酸反应，收集25mLH₂时所需时间后者比前者___。

(3)同学们在实验操作中发现本实验设计存在明显不足，例如___。

(4)某化学兴趣小组对教材实验装置进行图2所示改进。检查装置气密性后进行的实验操作有：

a．在多孔塑料袋中装入锌粒；

b．在锥形瓶中加入40mL1mol/L硫酸；

c．塞好橡胶塞，___时立即用秒表计时；

d．注射器内每增加5mL气体时读取一次秒表。

(5)实验观察到锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，其原因是___，反应进行一定时间后速率逐渐减慢，原因是___。

(6)测得产生H₂的体积与反应时间的关系曲线如图3所示，t_1～t₂时间段氢气体积略有减小的原因是___；在64s内用H⁺浓度表示的平均反应速率v（H⁺）=___（此时，溶液体积仍为40mL，气体摩尔体积为25L/mol）。

Answer

关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好 短 分液漏斗中溶液滴下占据体积引起气体体积读数误差或者收集25mLH2时所需时间间隔太短 多孔塑料袋浸入稀硫酸 反应放热，温度升高反应速率加快 酸中氢离子浓度减小 气体遇冷压缩 v（H+）=0.00125mol/（L•s）

【解析】

(1)检查图1装置气密性，可设法让装置内压强与外界压强不同，根据现象确定气密性情况。

(2)锌粒质量、表面积相同，但两份硫酸溶液中c(H+)不同，后者反应速率快，由此可确定收集25mLH2时所需时间的关系。

(3)同学们在实验操作中发现本实验设计存在明显不足，可从气体体积误差、产生H2时间间隔等分析。

(4)c．塞好橡胶塞，反应刚开始时立即用秒表计时；

(5)实验观察到锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，从影响速率的外界因素寻找原因，反应进行一定时间后速率逐渐减慢，仍从影响速率的因素找原因。

(6) t1～t2时间段，反应已经结束，氢气体积略有减小，则与反应无关，只能从与反应无关的因素中寻找原因；在64s内用H+浓度表示的平均反应速率时，由H2的体积求其物质的量，然后再求出n(H+)，最后求出v（H+）。

(1)检查图1装置气密性，可关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好。答案为：关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好；

(2)锌粒质量、表面积相同，但两份硫酸溶液中c(H+)不同，后者反应速率快，由此可确定收集25mLH2时所需时间后者比前者短。答案为：短；

(3)同学们在实验操作中发现本实验设计存在明显不足，可从气体体积误差、产生H2时间间隔等分析，例如分液漏斗中溶液滴下占据体积引起气体体积读数误差或者收集25mLH2时所需时间间隔太短。答案为：分液漏斗中溶液滴下占据体积引起气体体积读数误差或者收集25mLH2时所需时间间隔太短；

(4)c．塞好橡胶塞，反应刚开始时，即多孔塑料袋浸入稀硫酸时，立即用秒表计时。答案为：多孔塑料袋浸入稀硫酸；

(5)实验观察到锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，因为c(H+)不断减小，所以只能是反应放热，温度升高反应速率加快；反应进行一定时间后速率逐渐减慢，则应为酸中氢离子浓度减小。答案为：反应放热，温度升高反应速率加快；酸中氢离子浓度减小；

(6) t1～t2时间段，反应已经结束，氢气体积略有减小，则应为气体遇冷压缩；H2的物质的量n(H2)==0.0016mol，n(H+)=2n(H2)=0.0032mol，v(H+)==0.00125mol/(L•s)。答案为：气体遇冷压缩；0.00125mol/(L•s)。