Question

29、（1）化學小組同學用下列儀器和試劑，驗證金屬與鹽酸反應速率的影響因素．
實驗儀器：燒杯、石棉網、酒精燈、鐵架臺（帶鐵圈）、鑷子、量筒、天平等．
實驗試劑：鋅片、鐵片、鎂片．溶質質量分數分別為5%、20%的鹽酸．
①不同金屬與酸反應的快慢不同取質量相等的鎂、鋅、鐵中兩種金屬，分別放入溶質質量分數相同的足量稀鹽酸中，生成氫氣的質量（m）與反應時間（t）的關系曲線如圖所示．則線B對應的金屬為

Zn

，線A對應的金屬與稀鹽酸反應的化學方程式為

Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑

．

②同種金屬與不同溶質質量分數的鹽酸反應的快慢不同取兩份質量相等的鋅片，分別放入5%和20%的足量
稀鹽酸中，生成氫氣的質量為m，反應時間為t．對比5%和20%的稀鹽酸分別與鋅片反應情況，下列關系曲線正確的是

C

（填字母序號）．
A．B．C．D．
實驗表明，鹽酸中溶質的質量分數越大，與金屬反應的速率越快．
③溫度對金屬與鹽酸反應速率也有影響，且實驗表明，溫度越高，鹽酸與金屬反應的速率越快．請用控制變量的方法設計實驗，驗證以上結論，實驗方案為

取兩份質量相等的鐵片，分別放入盛有5%的足量稀鹽酸的燒杯中，將其中一只燒杯里溶液加熱，觀察兩只燒杯中產生氣泡的快慢

．
（2）同學們做完實驗后，將含有CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂的廢液倒在廢液缸里，如果將廢液直接排放，就會造成水污染．于是幾位同學利用課余時間處理廢液，回收工業重要原料氯化鋅和有關金屬．實驗過程如下圖所示．

請回答：
①濾液A和濾液B含有的一種相同溶質的化學式是

ZnCl₂

；
②寫出步驟①反應的化學方程式

Zn+CuCl₂═ZnCl₂+Cu

；
③檢驗步驟④中加入的稀鹽酸是否過量的方法是

Zn+FeCl₂═Fe+ZnCl₂

．

Answer 1

分析：（1）①可從反應速率和氫氣生成量兩的方面來判斷，鎂、鋅的反應速率要比鐵快，由關系式計算可知m克鐵生成m/28克氫氣，m克鋅可生成m/32克氫氣，m克鎂可生成m/12克氫氣，鎂反應最快生成氫氣最多；鋅反應比鐵快生成氫氣最少；鐵反反應最慢生成氫氣量居中．
②反應物種類相同時反應物濃度高反應速率快，20%的鹽酸比5%的鹽酸反應速率快．
③可設計反應物相同，一個加熱，一個不加熱的實驗來比較反應速率．
（2）CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂混合物與鋅粉反應生成Cu、Fe和ZnCl₂溶液，經過濾磁鐵吸附可把鐵，銅和氯化亞鐵溶液分開．

解答：解：（1）①鎂、鋅的反應速率要比鐵快，并且由化學方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑ Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑ Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑可知m克鐵生成m/28克氫氣，m克鋅可生成m/32克氫氣，m克鎂可生成m/12克氫氣．圖中B線反應快生成氫氣少，可知對應的金屬為鋅；A線反應速率比鋅慢可知為鐵故答案為：Zn、Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
②反應物種類相同時反應物濃度高反應速率快，20%的鹽酸比5%的鹽酸反應速率快，可排除A、D；取質量相同的鋅片生成的氫氣質量相同故排除B，因此答案為C
③可設計反應物相同，一個加熱，一個不加熱的實驗來比較反應速率，故答案為：取兩份質量相等的鐵片，分別放入盛有5%的足量稀鹽酸的燒杯中，將其中一只燒杯里溶液加熱，觀察兩只燒杯中產生氣泡的快慢．
（2）①CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂混合物與鋅粉反應生成Cu、Fe和ZnCl₂溶液，經過濾，把銅、鐵和鋅固體與ZnCl₂溶液分開，濾液A為    ZnCl₂溶液，磁鐵吸附可把鐵和銅、鋅分開，因為步驟④后生成了銅，所以D為銅和乘余的鋅粉，固體C為鐵，鋅粉與過量稀鹽酸反應生成ZnCl₂溶液故答案為：ZnCl₂
②通過對①的分析可知答案為：Zn+CuCl₂═ZnCl₂+Cu、Zn+FeCl₂═ZnCl₂+Fe
③如果步驟④中鹽酸不過量那么仍有鋅粉存在，與淺綠色的FeCl₂溶液反應溶液退色，如果鹽酸過量則溶液不退色．故答案為：Zn+FeCl₂═Fe+ZnCl₂

點評：該題通過鋅、鐵、鎂與鹽酸之間的反應考查了反應速率的知識點，并通過回收有用原料增加了學生節約藥品和愛護環境的意識．