Question

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在 100 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：

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

(1)在 0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min 各时间段中：反应速率最大的时间段是_______________； 在 0~5min  内，反应速率变化的原因是______________________________________________________________________________________

(2)在 2~3 min  时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为_______________

(3)为了减缓反应速率但不减少产生气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列液体：

A．蒸馏水    B．Na₂SO₄ 溶液    C．NaOH 溶液    D．H₂SO₄ 溶液    E．Na₂CO₃

你认为可行的是(填编号)_______________。

(4)为了加快锌和盐酸的反应，采用了如图的装置。

此装置中负极为_______________，写出正极的电极反应式______________；

若收集到标况下 2.24L 气体，转移了电子_______________________mol，溶解了Zn______________g．

Answer

2~3min 开始反应时速率逐渐增大，因为反应放热，一段时间后速率减小，因为盐酸浓度减小 0.1mol·L-1·min-1 AB Zn 2H++2e-=H2↑ 0.2 6.5

【解析】

(1)在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL，生成气体体积越大的时间段，反应速率越大；结合温度、浓度对反应速率的影响分析；

(2)计算出氢气的体积，根据2HCl～H2，计算消耗盐酸的物质的量，计算浓度的变化，根据v=计算反应速率；

(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可降低H+浓度，但不能影响H+的物质的量；

(4)形成原电池，Zn是活泼金属，电极表面发生氧化反应。

(1)在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3 min；在 0~5min 内，刚开始因为反应放热，温度升高，反应时速率逐渐增大，但一段时间后因为盐酸浓度减小，反应速率逐渐减小。

(2)在2～3min时间段内，n(H2)==0.005mol，根据2HCl～H2，计算消耗盐酸的物质的量为0.01mol，则υ(HCl)==0.1mol/(L•min)；

(3)A．加入蒸馏水，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故A正确；

B．加入Na2SO4溶液，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故B正确；

C．加入NaOH 溶液，中和盐酸，H+浓度减小，反应速率减小且影响生成氢气的量，故C错误；

D．加入H2SO4 溶液，H+浓度改变，反应速率改变且影响产生氢气的量，故D错误；

E．加入Na2CO3溶液，消耗H+，H+浓度减小，反应速率减小且影响生成氢气的量，故E错误；

故答案为AB。

(4)形成原电池，装置中Zn比Cu活泼，Zn为负极，正极上H+得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；标况下2.24L氢气的物质的量为0.1mol，则转移电子0.2mol，溶解了Zn的质量为65g/mol×=6.5g。