Question

某實(shí)驗(yàn)小組為了探究鎂條與鹽酸、醋酸反應(yīng)時(shí)，濃度或溫度對(duì)反應(yīng)速率（觀察鎂條消失的時(shí)間）的影響，他們準(zhǔn)備了以下化學(xué)用品：0.20mol/L與0.40mol/L的HCl溶液、0.2mol/L與0.40mol/L的CH₃COOH溶液、4條鎂條（形狀、大小、質(zhì)量相同）、幾支試管和膠頭滴管，酸液溫度控制為298K和308K．
（1）寫出以上反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）該實(shí)驗(yàn)缺少的儀器是

 

．
（3）酸液都取足量、相同體積，請(qǐng)你幫助完成以下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度（K）	鹽酸濃度（mol?L-1）	醋酸濃度（mol?L-1）	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	298	0.20	無	a．實(shí)驗(yàn)①和②是探究   對(duì)鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響；  b．實(shí)驗(yàn)①和③是探究   對(duì)鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響；  c．實(shí)驗(yàn)①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應(yīng)速率的區(qū)別．
②	308	0.20	無
③	298	0.40	無
④		無

（4）相同溫度時(shí)，鎂條與相同濃度的鹽酸、醋酸反應(yīng)，剛開始時(shí)兩者產(chǎn)生氣體的速率鹽酸

 

醋酸（選填“=、＞或＜”），鎂條最先消失的是

 

（選填“鹽酸或醋酸”，下同）；如果鎂條足量，選pH相同、等體積的鹽酸和醋酸與鎂條反應(yīng)，剛開始時(shí)兩者產(chǎn)生氣體的速率鹽酸

 

醋酸（選填“=、＞或＜”），產(chǎn)生氣體最多的是

 

．
（5）若（2）中實(shí)驗(yàn)①鎂條消失的時(shí)間是20s，則鎂條剩余質(zhì)量與時(shí)間關(guān)系圖如圖．假設(shè)：該反應(yīng)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率是原來的2倍；溫度相同、濃度相同時(shí)，醋酸的平均反應(yīng)速度是鹽酸的

1

2

．請(qǐng)你在此圖中大致畫出“實(shí)驗(yàn)②”（用實(shí)線）、“實(shí)驗(yàn)④中醋酸實(shí)驗(yàn)”（用虛線）的鎂條質(zhì)量與時(shí)間關(guān)系曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：濃度、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）Mg與HCl和醋酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽和氫氣；
（2）還需要測(cè)定時(shí)間的儀器；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②的不同點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)①和③的不同點(diǎn)確定哪種因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應(yīng)速率的區(qū)別，因此其它量不變，只把鹽酸換成醋酸即可；
（4）反應(yīng)速率與溶液中離子濃度成正比，離子濃度越大，反應(yīng)速率越大；如果鎂條足量，選pH相同、等體積的鹽酸和醋酸與鎂條反應(yīng)，哪種酸的物質(zhì)的量多，哪種酸產(chǎn)生的氫氣就多；
（5）根據(jù)濃度、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，可通過反應(yīng)的時(shí)間體現(xiàn)．

解答： 解：（1）Mg與HCl反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：Mg+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Mg與醋酸反應(yīng)生成醋酸鎂和氫氣，其反應(yīng)的離子方程式為：Mg+2CH₃COOH=Mg ²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
故答案為：Mg+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；Mg+2CH₃COOH=Mg ²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
（2）還需要測(cè)定時(shí)間的儀器：秒表（或計(jì)時(shí)器、或手表、或鬧鐘），
故答案為：秒表；
（3）實(shí)驗(yàn)①和②的不同點(diǎn)是鹽酸的溫度，所以是探究不同溫度對(duì)鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)①和③的不同點(diǎn)是鹽酸的濃度，所以是探究不同濃度對(duì)鎂與鹽酸反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應(yīng)速率的區(qū)別，所以實(shí)驗(yàn)④的溫度是298K，；
故答案為：④：298；實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篴．不同溫度；b．不同濃度；
（4）相同溫度相同濃度的鹽酸和醋酸，鹽酸溶液中氫離子濃度大于醋酸溶液中氫離子濃度，所以鹽酸的反應(yīng)速率大于醋酸的反應(yīng)速率，則鎂條最先消失的是鹽酸；pH相同、等體積的鹽酸和醋酸，醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸的物質(zhì)的量，其分別與足量鎂條反應(yīng)，生成氫氣最多的是醋酸；
故答案為：＞；鹽酸；醋酸；
（5）該反應(yīng)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率是原來的2倍，溫度相同、濃度相同時(shí)，醋酸的平均反應(yīng)速度是鹽酸的

1

2

，與①比較，②溫度升高10℃，反應(yīng)速率是原來的2倍，所以②反應(yīng)時(shí)間縮短到10min，④的反應(yīng)速率是①的

1

2

，則反應(yīng)時(shí)間是①的2倍，即40min，所以其圖象為，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究鎂條與鹽酸、醋酸反應(yīng)，注意探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，必須是只有一個(gè)條件不同，其它條件相同時(shí)，才能比較得出結(jié)論，題目難度中等．