Question

(15分) 某同學設計了如下圖所示裝置（部分夾持裝置已略去），該裝置可以用來進行多項
實驗研究。

請回答：
（1）用上述裝置探究影響化學反應速率的因素。
①圓底燒瓶中發生反應的離子方程式是      。
②用上述裝置進行實驗，以生成9.0 mL氣體為計時終點，結果為t₁＞t₂。

序號	V(H2SO4)/mL	c(H2SO4)/mol·L－1	t/s
Ⅰ	40	1	t1
Ⅱ	40	4	t2

 
比較實驗Ⅰ和Ⅱ可以得出的實驗結論是      。
③若將鋅片換成含雜質的粗鋅片，且控制其他條件使其與上述實驗完全一致，所測得的反應速率均大于上述實驗對應的數據。粗鋅片中所含雜質可能是（填序號）      。
a．石墨        b．銀      c．銅          d．沙粒（二氧化硅）
（2）用上述裝置測定粗鋅片的純度。
①連接好裝置，檢查裝置氣密性，稱量粗鋅片mg置于圓底燒瓶中，滴加足量稀硫酸，充分反應直至不再產生氣體為止，測得氣體體積為VL，則粗鋅片的純度為      。
②本實驗在讀數前對量氣管的操作是      。
③本套裝置中若考慮滴入的稀硫酸的體積（假設其它操作都正確），則測得的氣體的體積將      。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”，）
（3）用上述裝置驗證生鐵在潮濕空氣中會發生吸氧腐蝕。
①圓底燒瓶中的試劑可選用（填序號）      。
a．NH₄Cl溶液       b．C₂H₅OH           c．Na₂CO₃溶液       d．稀硫酸
②能證明生鐵在潮濕空氣中會發生吸氧腐蝕的現象是      。

Answer 1

（15分）（1）①Zn+2H⁺ ＝Zn²⁺+H₂↑（1分）
②在其它條件一定時，化學反應速率隨反應物濃度的增大而增大（2分）③abc（2分）
（2）①×100%（2分）
②待氣體冷卻后，調整右邊量氣管高度，使其左右管中水面相平（2分） ③無影響（2分）
（3）①c （2分） ②量氣管左管的水面上升，右管的水面下降（2分）

試題分析：（1）①鋅和稀硫酸反應的離子方程式為Zn+2H⁺ ＝Zn²⁺+H₂↑。
②根據表中數據可知，實驗Ⅰ和Ⅱ相比，實驗Ⅱ中硫酸的濃度大，用時少，這說明在其它條件一定時，化學反應速率隨反應物濃度的增大而增大。
③所測得的反應速率均大于上述實驗對應的數據，這說明粗鋅片中所含雜質與鋅構成了原電池，且雜質的金屬性弱于鋅的，所以符合條件的是石墨、銀和銅，答案選abc。
（2）①氫氣的體積在標準狀況下是VL，則氫氣的物質的量是mol，則根據方程式可知，參加反應的鋅的物質的量是mol，其質量是mol×65g/mol＝g，所以粗鋅片的純度為×100%。
②由于氣體的體積受溫度和壓強影響大，所以在讀數前對量氣管的操作是待氣體冷卻后，調整右邊量氣管高度，使其左右管中水面相平。
③由于裝置是封閉的，所以稀硫酸的體積并不能影響進入量氣管的氫氣體積，因此對實驗結果無影響。
（3）①要用上述裝置驗證生鐵在潮濕空氣中會發生吸氧腐蝕，則電解質溶液的酸性應該很弱，甚至顯中性或堿性。氯化銨溶于水顯酸性，稀硫酸溶于水顯酸性，乙醇是非電解質，碳酸鈉溶液顯堿性，所以答案選c。
②如果發生吸氧腐蝕，則裝置中壓強降低，所以能證明生鐵在潮濕空氣中會發生吸氧腐蝕的現象是量氣管左管的水面上升，右管的水面下降。