例题1 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。他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L),设计实验方案来研究影响化学反应速率的因素。
A: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2mol/L的硫酸于试管中
② 反应速率:镁>铁,铜不反应 金属的性质越活泼,反应速率越快 (1)甲同学表中实验步骤②为 。
(2)甲同学的实验目的是 ;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是 。B:乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行实验
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是 。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是 。该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是 。
思路导航:(1)要比较不同的金属与硫酸反应的快慢时,三种金属的大小、形状应该是相同的,即答案应该是分别投入大小、形状相同的铜、铁、镁。
(2)由于三种金属是不同的,所以实验目的是研究金属本身的性质与反应速率的关系。比较不同的金属与硫酸反应的快慢时,除控制硫酸的浓度、固体的表面积相同以外,溶液的温度也应该是相同的。
(3)要比较浓度不同的硫酸与同一种金属反应的反应速率的快慢,可以通过测量一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)。
(4)由于是比较不同浓度的硫酸与金属反应的快慢,所以选择的金属和试剂应该是镁(或铁)和0.5mol/L H2SO4、2mol/L H2SO4。由于常温下,镁与18.4mol/L H2SO4反应产生SO2,可使对比实验的反应原理不同,而18.4mol/L H2SO4可使铁钝化,所以不能选择浓硫酸。
答案:(1)分别投入大小、形状相同的铜、铁、镁