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1、影響因素的探究
1.(7分)某化學(xué)興趣小組在做鋅和稀鹽酸反應(yīng)的實驗中,發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,產(chǎn)生氣體的速度逐漸加快,一段時間后逐漸減慢,最后停止產(chǎn)生氣體。在反應(yīng)過程中,溶液的溫度也先隨之升高,最后下降到室溫。
【提出問題】鋅與稀鹽酸反應(yīng)的快慢受哪些因素的影響呢?
【猜想與假設(shè)】a.可能與鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān);b.可能與溫度有關(guān)。
【設(shè)計并實驗】該學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖1的實驗(所取0.5 g鋅的形狀相同):
實驗①
實驗②
實驗③
圖1
2、
圖2
第1題圖
(1)寫出稀硫酸與鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)小兵用圖2裝置收集并測量氫氣的體積,其中量筒的作用是 ,氫氣應(yīng)從 (填“e”、“f”或“g”)管通入。
【收集證據(jù)】(3)要比較不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸對反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)選擇的實驗編號是 。在1分鐘內(nèi)收集氫氣的體積數(shù)據(jù)如下:
實驗編號
實驗①
實驗②
實驗③
氫氣的體積
3.1 mL
3、5.3 mL
6.2 mL
【得出結(jié)論】(4)結(jié)論是 。
【評價與反思】(5)鋅與硫酸反應(yīng)的快慢的變化的原因
。
[ 注意:若答對第(6)小題獎勵4分,化學(xué)試卷總分不超過60分。]
(6)影響鋅與硫酸反應(yīng)的快慢可能還有 ,請設(shè)計實驗證明
4、 。
【答案】【設(shè)計并實驗】(1)Zn+H2SO4 ═ ZnSO4+H2↑(2分) (2)根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積,判斷生成氫氣的體積(1分)
5、 f(1分) 【收集證據(jù)】(3)①②(1分) 【得出結(jié)論】(4)鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)速率越快;溫度越高,反應(yīng)速率越快(1分) 【評價與反思】(5)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)放出的熱量使反應(yīng)速度加快,隨著硫酸被消耗,硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小,速度逐漸減慢(2分)
[ 注意:若答對第(6)小題獎勵4分,化學(xué)試卷總分不超過60分。]
(6)鋅粒的表面積(2分) 取質(zhì)量相等但形狀不同的鋅粒分別放入兩只試管中,然后分別加入溫度、體積和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸,測量收集等體積的氫氣所需要的時間(只要考生有控制變量的意識即可)(2分)
【解析】(1)稀硫酸與鋅反應(yīng)
6、的化學(xué)方程式為Zn+H2SO4 ═ ZnSO4+H2↑。(2)根據(jù)題目用圖2裝置收集并測量氫氣的體積,氫氣是氣體,不能直接在測量筒內(nèi)量體積,所以測量排開水的體積就知道氫氣的體積,要將集氣瓶中的水全部排完,排水管應(yīng)伸入集氣瓶的底部,進(jìn)氣管剛露出橡皮塞,所以氫氣從f通入。(3)要比較不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸對反應(yīng)快慢的影響,變量只有鹽酸的濃度,其它的量都要相同,所以選擇①②;通過上述三個實驗,結(jié)合實驗數(shù)據(jù),分成兩組對比得出鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)速率越快;溫度越高,反應(yīng)速率越快。(5)結(jié)合結(jié)論,不難得出隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)放出的熱量使反應(yīng)速度加快,隨著硫酸被消耗,硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小,速度逐漸減慢。(6
7、)在題目設(shè)計的實驗中取的0.5 g鋅的形狀相同,意味著鋅的表面積相同,所以猜想到鋅粒的表面也會影響反應(yīng)速率。
2.(7分)某科學(xué)興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)用過氧化氫溶液制取氧氣的過程中,進(jìn)行了以下實驗,請你參與探究:
【探究課題】二氧化錳催化過氧化氫分解的探究。
【提出問題】……
【設(shè)計實驗方案】
(1) 選擇裝置并檢查氣密性。
(2) 稱取0.1 g二氧化錳加入容器中。
(3) 量取50 mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的過氧化氫溶液加入容器中,記錄一定時間內(nèi)收集到的氣體體積。
(4) 改變二氧化錳的質(zhì)量,重復(fù)上述實驗,記錄數(shù)據(jù)如下:
時間/s
生成氧氣的體積/mL
0.1 gMnO2
8、
0.2 gMnO2
0.3 gMnO2
0.4 gMnO2
40
49
61
75
86
80
77
87
90
92
120
89
92
92
92
160
92
92
92
92
①本實驗探究的問題是 。
②二氧化錳催化過氧化氫分解的化學(xué)方程式 。
③實驗中除量筒外,還需要用到的測量儀器有: 。
④為完成本實驗,應(yīng)選擇下圖氣
9、體發(fā)生裝置和收集裝置中的組合是 (填序號)。
第2題圖
【實驗結(jié)論】 。
【實驗拓展】查閱資料得知氧化銅、硫酸銅、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是 。
A.二氧化錳只能作為過氧化氫溶液分解的催化劑
B.同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C.催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
D.用作催化劑
10、的物質(zhì)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物
E.酶是一種重要的生物催化劑,它屬于糖類
[ 注意:若答對下面題目獎勵4分,化學(xué)試卷總分不超過60分。]
【實驗反思】過氧化氫生成氧氣的快慢還與哪些因素有關(guān)?請你幫助他們繼續(xù)探究(只要求提出假設(shè)和實驗方案)。
【假設(shè)】 。
【實驗方案】
11、 。
【答案】【設(shè)計實驗方案】(4)①二氧化錳的質(zhì)量對過氧化氫溶液分解速率大小是否有影響(合理即可)(1分) ②2H2O2 2H2O+O2↑(2分) ③天平、秒表(1分)
④BE(1分) 【實驗結(jié)論】一定時間內(nèi),二氧化錳的質(zhì)量越大,過氧化氫分解的速率越快(1分) 【實驗拓展】B(1分)
[ 注意:若答對下面題目獎勵4分,化學(xué)試卷總分不超過60分。]
【假設(shè)】過氧化氫溶液的濃度能夠影響反應(yīng)的速率(2分) 【實驗方案】在溫度、相同質(zhì)量的相同催化劑的條件下,采用等質(zhì)量但不同的濃度的過氧化氫溶液來進(jìn)
12、行實驗,然后測量收集相同體積的氣體所需的時間(2分)
【解析】【設(shè)計實驗方案】通過表格實驗數(shù)據(jù)分析可知該實驗探究的問題是二氧化錳的質(zhì)量對過氧化氫溶液分解速率大小的影響;本實驗是記錄一定時間內(nèi)收集到的氧氣體積,實驗中除量筒外,還需要用到的測量儀器有天平、秒表;實驗室分解過氧化氫制氧氣的發(fā)生裝置類型是固體不加熱型,此實驗采用排水法收集氧氣,故選擇的裝置是BE?!緦嶒灲Y(jié)論】由實驗數(shù)據(jù)分析可知,一定時間內(nèi),二氧化錳的質(zhì)量越大,過氧化氫分解的速率越快?!緦嶒炌卣埂慷趸i不只能作為過氧化氫溶液分解的催化劑,還可以作為其他反應(yīng)的催化劑,故A錯誤;根據(jù)題目的信息可知同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑,故B正確;催化劑不只是加快化學(xué)反應(yīng)的速率,還能減慢化學(xué)反應(yīng)的速率,故C錯誤;用作催化劑的物質(zhì)可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物,例如二氧化錳是高錳酸鉀受熱分解制氧氣的生成物,故D錯誤;酶是一種重要的生物催化劑,它不屬于糖類,故E錯誤?!緦嶒灧此肌坑绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率的因素:①溫度;②針對固體反應(yīng)物:固體顆粒大?。ɑ蚪佑|面積)、固體物質(zhì)的純度;③針對溶液:主要是溶液的濃度(即溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù));④針對氣體物質(zhì):壓強(qiáng);⑤催化劑:催化劑種類、質(zhì)量、顆粒大??;在設(shè)計實驗時要注意控制變量法的應(yīng)用。