某研究性學(xué)習(xí)小組在探究“鋅與硫酸反應(yīng)快慢的影響因素”時(shí),發(fā)現(xiàn)一個(gè)意外現(xiàn)象:硫酸中混有硫酸銅溶液時(shí),產(chǎn)生氫氣的速率更快。
【提出問題】是什么離子導(dǎo)致產(chǎn)生氫氣的速率加快?
【猜想假設(shè)】甲同學(xué):可能與銅離子有關(guān);
乙同學(xué):可能與硫酸根離子有關(guān);……
丙同學(xué)認(rèn)為乙的猜想不科學(xué),理由是硫酸溶液中本身含有硫酸根離子硫酸溶液中本身含有硫酸根離子。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】寫出儀器①的名稱水槽水槽。用A、B兩組儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
步驟一:檢查裝置氣密性。連接AB,用拇指堵住導(dǎo)管口,從長頸漏斗加水至一定高度,靜置,觀察液面不下降,即為氣密性良好。
步驟二:量取2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的稀硫酸各20mL,第一份加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸銅溶液1mL,第二份加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸鋅溶液1mL.稱取2份形狀相同鋅粒各1g,分別與以上溶液反應(yīng)。反應(yīng)裝置如圖A所示。用此裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),長頸漏斗下端要插入液面以下,目的是保證氣體不從漏斗處逸出保證氣體不從漏斗處逸出。
步驟三:用B收集氣體,分別記錄收集一瓶氣體(集氣瓶規(guī)格均為125mL)所需的時(shí)間(如下表),什么時(shí)間開始收集氣體?等到反應(yīng)開始產(chǎn)生氣體時(shí)立刻收集等到反應(yīng)開始產(chǎn)生氣體時(shí)立刻收集。
編號(hào) | 20%的稀硫酸各20mL | 鋅粒 | 收集1瓶氫氣所需的時(shí)間 |
① | 加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸銅溶液1mL | 1g | 2分10秒 |
② | 加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸鋅溶液1mL | 1g | 3分01秒 |
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
。【得出結(jié)論】硫酸中混有硫酸銅溶液時(shí),產(chǎn)生氫氣的速率加快與
銅離子
銅離子
有關(guān)。實(shí)驗(yàn)②中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸鋅溶液1mL的作用是加入的硫酸銅溶液對(duì)硫酸濃度會(huì)產(chǎn)生影響,加入等量的硫酸鋅溶液是為了控制硫酸濃度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾
加入的硫酸銅溶液對(duì)硫酸濃度會(huì)產(chǎn)生影響,加入等量的硫酸鋅溶液是為了控制硫酸濃度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾
。【反思質(zhì)疑】丁同學(xué)認(rèn)為:鋅與混有硫酸銅的硫酸溶液反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生氫氣的速率較快可能與銅單質(zhì)有關(guān),他質(zhì)疑的理由是
鋅會(huì)與硫酸銅反應(yīng)生成銅
鋅會(huì)與硫酸銅反應(yīng)生成銅
。【繼續(xù)探究】請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證丁同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確。
編號(hào) | 實(shí)驗(yàn)步驟 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
① | 取1g鋅粒于錐形瓶中, 加入20mL 20%的稀硫酸 | ②中反應(yīng)速率比①快 ②中反應(yīng)速率比①快 | 產(chǎn)生氫氣的速率較快與銅單質(zhì)有關(guān) |
② | 取1g鋅粒于錐形瓶,加入少量銅,再加入20mL20%的稀硫酸 取1g鋅粒于錐形瓶,加入少量銅,再加入20mL20%的稀硫酸 |
【答案】硫酸溶液中本身含有硫酸根離子;水槽;保證氣體不從漏斗處逸出;等到反應(yīng)開始產(chǎn)生氣體時(shí)立刻收集;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;銅離子;加入的硫酸銅溶液對(duì)硫酸濃度會(huì)產(chǎn)生影響,加入等量的硫酸鋅溶液是為了控制硫酸濃度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾;鋅會(huì)與硫酸銅反應(yīng)生成銅;②中反應(yīng)速率比①快;取1g鋅粒于錐形瓶,加入少量銅,再加入20mL20%的稀硫酸
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:26引用:2難度:0.5
相似題
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1.Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水。其原理是利用Fe2+和H2O2的反應(yīng)產(chǎn)生能降解污染物的活性成分?,F(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對(duì)降解反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)探究:控制p-CP的初始濃度相同,實(shí)驗(yàn)溫度恒定在25℃或40℃(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表)。
(1)請(qǐng)結(jié)合上述介紹將表中空格補(bǔ)充完整。實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td> 溫度/℃
pH濃度/(mg?L﹣1) H2O2 Fe2+ ① 為②③提供參照 25 3 204 16.8 ② 探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響
3 204 16.8 ③ 探究溶液pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 25 10 204 16.8
(3)為測(cè)定不同時(shí)間內(nèi)有機(jī)物降解的濃度,需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣,并使所取樣品中的降解反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)本題信息,將樣品從反應(yīng)器中取出后應(yīng)立即將其放入某藥品中,反應(yīng)會(huì)迅速停止,該藥品可能是
A鹽酸溶液 B氫氧化鈉溶液 C稀硫酸溶液 D碳酸鈉溶液發(fā)布:2024/11/25 8:0:2組卷:3引用:0難度:0.3 -
2.據(jù)圖1裝置圖回答問題
(1)甲同學(xué)用氯酸鉀和二氧化錳共熱制備和收集氧氣,他應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是
(2)該同學(xué)用如圖2所示的方法進(jìn)行氣密性檢查,如果裝置不漏氣,可以看到
(3)因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獾纳源?,所以還可以選用
(4)老師提醒可以用F(萬能瓶)來收集氣體,則甲同學(xué)應(yīng)將發(fā)生裝置的導(dǎo)管與F的導(dǎo)管
(5)乙同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO4固體放入大試管中,將溫度控制在250℃加熱制取O2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O2大于理論產(chǎn)量.針對(duì)這一現(xiàn)象,同學(xué)們進(jìn)行了如下探究:
【提出猜想】猜想Ⅰ:反應(yīng)生成的二氧化錳(MnO2)分解放出O2;
猜想Ⅱ:反應(yīng)生成的錳酸鉀(K2MnO4)分解放出O2;
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組,分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO2,在250℃條件下加熱一段時(shí)間,冷卻后測(cè)得MnO2的質(zhì)量不變,則猜想
第二組同學(xué)取K2MnO4在250℃條件下加熱,沒有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論.該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),KClO3固體加熱制取O2的反應(yīng)速率很慢,但如果將KMnO4固體與KClO3固體混合加熱,則KClO3的分解速率大大加快,請(qǐng)說明KMnO4在KClO3的分解反應(yīng)中是否作催化劑,為什么?
(6)丙同學(xué)選擇用雙氧水和二氧化錳混合來制氧氣,則他應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是
通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可知,過氧化氫分解制氧氣的化學(xué)反應(yīng)速率與實(shí)驗(yàn)
序號(hào)H2O2溶液濃度% H2O2溶液體積/mL 溫度℃ MnO2用量/g 收集到的
氧氣體積/mL反應(yīng)所需的
時(shí)間/s① 5 1 20 1 30.29 ② 5 1 20 0.1 4 16.75 ③ 15 1 20 0.1 4 6.04 ④ 30 1 55 2 10.76 發(fā)布:2024/12/18 8:0:1組卷:11引用:2難度:0.5 -
3.下列探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)方案正確的是( ?。?br />
選項(xiàng) 影響因素 實(shí)驗(yàn)方案 A 接觸面積 將1g塊狀石灰石和20mL10%的稀鹽酸、1g粉末狀石灰石與20mL10%的稀硫酸混合,比較產(chǎn)生氣泡的快慢 B 催化劑的種類 將0.5g二氧化錳、1g氧化鐵分別與10mL6%的過氧化氫溶液混合,比較產(chǎn)生氣泡的快慢 C 反應(yīng)物的種類 分別將木炭在空氣中、氧氣中燃燒,比較反應(yīng)的劇烈程度 D 反應(yīng)物的性質(zhì) 分別用酒精燈加熱表面積相同的鎂片和鐵片,比較在空氣中能否被點(diǎn)燃 發(fā)布:2024/12/25 13:0:1組卷:104引用:4難度:0.7
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