Question

（12分）影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。

实验一：他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L），设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告如下表：

实验步骤	现象	结论
①分别取等体积的2 mol/L硫酸于试管中； ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。	反应快慢： Mg>Fe>Cu	反应物的性质越活泼，反应速率越快。

（1）甲同学的实验目的是__________________________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的主要实验条件是___________________________________。

（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用右图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是______________________；应该测定的实验数据是_____________________________。

实验二：某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：

①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：

原因Ⅰ：Cl-对反应具有促进作用，而SO₄²-对反应没有影响；

原因Ⅱ：____________________________________________________________________；

原因Ⅲ：Cl-对反应具有促进作用，而SO₄²-对反应具有阻碍作用；

原因Ⅳ：Cl-、SO₄²-均对反应具有促进作用，但Cl-影响更大；

原因Ⅴ：____________________________________________________________________。

②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片纯度、质量、表面积均相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中。

a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化。

b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。

若观察到实验a中______________________，实验b中________________________，则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl-对反应具有加速作用。

Answer

（12分）（1）探究反应物本身的性质对反应速率的影响（1分）；温度相同（1分）；

（2）Mg（或Fe）和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸（2分）；测定一定时间产生气体的体积（或者测定得到一定体积的气体所需时间）（2分）；

实验二：①原因Ⅱ：Cl-对反应没有影响，而SO42-对反应具有阻碍作用（2分）；

原因Ⅴ：Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用，但Cl-影响更小（或SO42-影响更大）（2分）

②反应速率加快（1分）；反应速率减慢（1分）。

【解析】

试题分析：（1）甲同学的实验加入了等体积、等浓度的硫酸和大小、形状相同的Cu、Fe、Mg，目的是探究反应物本身的性质对反应速率的影响；要得出正确的实验结论，应该在相同的外界条件下进行，只有金属的种类不同，因此还需控制的主要实验条件是实验温度相同；（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用右图装置进行定量实验。由于在浓硫酸中硫酸主要以酸分子的形式存在，而且在室温下。Fe遇浓硫酸会发生钝化，因此不能使用，Cu活动性排在金属活动性顺序表H的后边，不能把酸中的氢置换出来，也不能使用。所以完成该实验应选用的实验药品是Mg（或Fe）和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸；应该测定的实验数据是测定一定时间内相同金属与不同浓度的硫酸反应产生气体的体积（或者测定得到一定体积的气体所需时间）；实验二：①根据题目已给出的猜测，可推知原因Ⅱ可能是Cl-对反应没有影响，而SO42-对反应具有阻碍作用；原因Ⅴ可能是Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用，但Cl-影响更小（或SO42-影响更大）；②取了两片纯度、质量、表面积均相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中。a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，若观察到实验a中反应速率加快，b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体，观察实验b中反应速率减慢，证明Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应具有阻碍作用；即原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl-对反应具有加速作用。

考点：考查影响化学反应速率的因素的实验探究的知识。