Question

一般情況下，金屬越活潑，與酸反應的速度越快．為了探究金屬Mg、Zn、Fe與酸反應的快慢，某研究性學習小組設計了如下的實驗．

[實驗步驟]：
①取A、B、C三支試管，分別加入2mL濃度相同的鹽酸溶液；
②分別加入足量的、大小相同的Mg、Zn、Fe，立即把三個相同的氣球分別套在各試管口上．
[實驗預測與分析]
（1）寫出鐵與鹽酸反應的化學方程式：______．
（2）氣球膨脹速度最快的是______（填試管編號）
（3）該實驗表明，實驗室一般選用鋅而不選用鎂、鐵制取氫氣的主要原因______．
（4）步驟②是實驗獲得成功的關鍵，你認為在操作過程中小組成員之應該______．

Answer 1

解：（1）鐵與鹽酸反應，鐵轉變為亞鐵，即生成氯化亞鐵和氫氣；
故答：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）三種金屬中，鎂的活動性最強，放出氫氣速率最大，所以放入鎂的A試管氣球膨脹速度最快；
故選A；
（3）實驗室制取氣體時要求反應速度不能太快，反應太劇烈不宜于控制；也不能反應速度太慢，太慢收集需要太長時間；鎂與酸反應太快、鐵反應速度太慢，實驗室制取氫氣時不選用這兩種金屬；
故答：鋅反應速度適中，容易控制（或鎂反應速度太快，而反應速度太慢，或Mg＞Zn＞Fe）；
（4）本次探究是通過觀察氣球膨脹速度來判斷反應快慢的，所以，加入金屬、在試管口套氣球等都要同時完成，否則氫氣逸散使實驗結果出現較大誤差；
故答：迅速并同時完成加入金屬和套上氣球的操作．
分析：為了探究金屬Mg、Zn、Fe與酸反應的快慢，需要控制酸、金屬及操作等可變量，酸應使用質量分數相同、質量相同的同一種酸，金屬應取大小相同、外觀一致的金屬，操作時應同時加入、相同的氣球也應同時套在試管口上．
點評：實驗室制取氫氣通常選擇鋅粒與稀硫酸反應，一般選擇稀硫酸而不選擇稀鹽酸是由于稀硫酸沒有揮發性而鹽酸有揮發性．