Question

影響化學反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法通過圖1所示裝置研究反應(yīng)速率的有關(guān)問題．
（1）取一段鎂條，用砂紙擦去表面的氧化膜，使鎂條浸入錐形瓶內(nèi)足量的稀鹽酸中．足量鎂條與一定量鹽酸反應(yīng)生成H₂的量與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線如圖2所示．寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

，在前4min內(nèi)，鎂條與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸加快，在4min之后，反應(yīng)速率逐漸減慢，請簡述其原因：

 

．
（2）某同學發(fā)現(xiàn)，純度、質(zhì)量、表面積都相同的兩鋁片與H⁺濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應(yīng)時產(chǎn)生氫氣的速率差別很大，鋁和鹽酸反應(yīng)速率更快．他決定對其原因進行探究．填寫下列空白：
①該同學認為：由于預(yù)先控制了反應(yīng)的其他條件，那么，兩次實驗時反應(yīng)的速率不一樣的原因，只有以下五種可能：
原因Ⅰ：Cl^-對反應(yīng)具有促進作用，而SO₄^2-對反應(yīng)沒有影響；
原因Ⅱ：

 

；
原因Ⅲ：Cl^-對反應(yīng)具有促進作用，而SO₄^2-對反應(yīng)具有阻礙作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均對反應(yīng)具有促進作用，但Cl^-影響更大；
原因Ⅴ：

 

．
②該同學設(shè)計并進行了兩組實驗，即得出了正確結(jié)論．他取了兩片等質(zhì)量、外形和組成相同、表面經(jīng)過砂紙充分打磨的鋁片，分別放入到盛有同體積、c（H⁺）相同的稀硫酸和鹽酸的試管（兩試管的規(guī)格相同）中：
a．在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體，觀察反應(yīng)速率是否變化；
b．在盛有鹽酸的試管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固體，觀察反應(yīng)速率是否變化．
若觀察到實驗a中反應(yīng)速率

 

，實驗b中反應(yīng)速率

 

，則說明原因Ⅲ是正確的．依此類推．該同學通過分析實驗現(xiàn)象，得出了結(jié)論：Cl^-對反應(yīng)具有加速作用．

Answer 1

分析：（1）鎂和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合濃度、溫度對反應(yīng)速率的影響分析；
（2）根據(jù)鋁與鹽酸反應(yīng)速率較大結(jié)合題中的可能性判斷存在的情況，要證明Cl^-對反應(yīng)具有促進作用，而SO₄^2-對反應(yīng)具有阻礙作用，可通過加入氯化物或硫酸鹽后溶液反應(yīng)速率的變化進行判斷．

解答：解：（1）鎂和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的方程式為Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，外界條件對化學反應(yīng)速率的影響主要是指：濃度、溫度、壓強和催化劑．當反應(yīng)開始時，鹽酸中H⁺的濃度最大，反應(yīng)速率逐漸加快，隨著鹽酸中H⁺濃度的逐漸減少，反應(yīng)速率也就慢慢減�。�由于鎂與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，從圖2中可以看出在前4min內(nèi)，溫度對化學反應(yīng)速率的影響大于濃度對化學反應(yīng)速率的影響，
故答案為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；鎂和鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)體系溫度升高，反應(yīng)速率增大；4min后由于溶液中H⁺濃度降低，所以導(dǎo)致反應(yīng)速率減��；
（2）①可采用對比的方法進行判斷，原因Ⅰ：Cl^-對反應(yīng)具有促進作用，而SO₄^2-對反應(yīng)沒有影響，則原因Ⅱ：Cl^-對反應(yīng)沒有影響，而SO₄^2-對反應(yīng)具有阻礙作用；原因Ⅲ、Ⅳ假設(shè)一種促進，另一種抑制，則原因Ⅴ：Cl^-、SO₄^2-均對反應(yīng)具有阻礙作用，但Cl^-影響更�。ɑ騍O₄^2-影響更大），從都抑制的角度假設(shè)，
故答案為：原因Ⅱ：Cl^-對反應(yīng)沒有影響，而SO₄^2-對反應(yīng)具有阻礙作用；
原因Ⅴ：Cl^-、SO₄^2-均對反應(yīng)具有阻礙作用，但Cl^-影響更�。ɑ騍O₄^2-影響更大）；
②如證明Cl^-對反應(yīng)具有促進作用，而SO₄^2-對反應(yīng)具有阻礙作用，則在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體，反應(yīng)速率加快，而在盛有鹽酸的試管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固體，反應(yīng)速率應(yīng)減慢，
故答案為：加快； 減慢．

點評：本題考查應(yīng)向化學反應(yīng)速率的實驗探究，側(cè)重于學生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，難度中等，注意把握實驗原理，為解答該題的關(guān)鍵．