Question

【題目】興趣小組探究鋅片與鹽酸、醋酸反應時，濃度或溫度對反應速率的影響，他們準備了以下化學用品：0.20mol/L與0.40mol/L的HCl溶液、0.2mol/L與0.40mol/L的CH3COOH溶液、0.10mol/LCuCl2、鋅片（形狀、大小、質(zhì)量相同）、秒表、碳棒、導線、燒杯、幾支試管和膠頭滴管，酸液溫度控制為298K和308K。

酸液都取足量、相同體積，請你幫助完成下面實驗設計表（表中不留空格）：

實驗編號	溫度(K)	鹽酸濃度	醋酸濃度	實驗目的
①	298	0.20mol/L		a．實驗①和②是探究_____對鋅與鹽酸反應速率的影響； b．實驗①和③是探究_____對鋅與鹽酸反應速率的影響； c．實驗①和④是探究相同溫度下，相同 濃度的鹽酸、醋酸與鋅反應速率的區(qū)別
②	308	0.20mol/L
③	298	0.40mol/L
④	______		0.20mol/L

（2）若（1）中實驗①鋅片消失的時間是20s，則鋅片剩余質(zhì)量與時間關(guān)系圖如下圖:

假設：該反應溫度每升高10℃，反應速率是原來的2倍；溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應速度是鹽酸的1/2．請你在此圖中大致畫出“實驗②”（用實線）、“實驗④中醋酸實驗”（用虛線）的鋅片質(zhì)量與時間關(guān)系曲線．____________________________

（3）某實驗小組在做（1）中實驗④時誤加少量0.10mol/LCuCl2溶液，發(fā)現(xiàn)反應速率與（1）中實驗①接近，加少量0.10mol/LCuCl2溶液后速率變快的原因是_________________。

Answer 1

【答案】不同溫度 不同濃度 298 Zn和被Zn置換出的Cu、電解質(zhì)溶液構(gòu)成Zn--Cu原電池，加快反應速率

【解析】

(1)可根據(jù)實驗設計推測實驗目的，也可根據(jù)實驗目的進行實驗設計。分析數(shù)據(jù)可知：①②只有溫度不同，①③只有濃度不同，由此可推知其實驗目的；要將實驗①④設計成用于探究相同溫度和相同濃度的鹽酸、醋酸與鋅反應的反應速率，需要控制溫度、濃度都相同。

(2)圖中以單位時間內(nèi)鋅片減少的質(zhì)量來表示反應速率，速率與時間成反比，結(jié)合題中所給醋酸與鹽酸反應速率的關(guān)系，不難畫出鋅片質(zhì)量與時間關(guān)系曲線。

(3)分析氯化銅加入反應體系中的變化，不難判斷，使反應速率加快的原因是構(gòu)成了原電池。

(1)a．實驗①和②物質(zhì)的溫度不同，其它條件都相同，因此是探究不同溫度對鋅與鹽酸反應速率的影響；b．實驗①和③反應的溫度相同，而鹽酸的濃度不同，因此是探究不同濃度鹽酸對鋅與鹽酸反應速率的影響；實驗①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鋅反應速率的區(qū)別，所以④反應溫度與實驗①相同，也是298K；故答案為：不同溫度 不同濃度 298。

(2)實驗②溫度比實驗①高10℃。由于反應溫度每升高10℃，反應速率是原來的2倍，時間是原來的1/2,則Zn完全反應消耗的時間是10s，實驗④中，溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應速度是鹽酸的1/2，則反應時間是①的2倍，為40s．故答案用圖像表示為：

(3)Zn與CuCl2溶液發(fā)生反應：Zn+CuCl2=Cu+ ZnCl2，產(chǎn)生的Cu與Zn及電解質(zhì)溶液形成原電池，加快了反應速率。故答案為：Zn和被Zn置換出的Cu、電解質(zhì)溶液構(gòu)成Zn--Cu原電池，加快反應速率。