Question

化學小組同學對于“金屬和硫酸反應的快慢與什么因素有關”的課題開展探究
【已有知識】
（1）根據(jù)金屬的活動性順序，只有排在氫（H）前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應制取氫氣，且越靠

前

速率越快．
（2）實驗室制取二氧化碳：當其他因素都相同時，稀鹽酸與粉末狀石灰石反應速度大于與塊狀石灰石速率，由此可知化學反應速率快慢與

石灰石的顆粒大小

有關．
【設計實驗】下表是他們分別用相同質(zhì)量的Fe絲和足量稀硫酸反應的三組實驗數(shù)據(jù)：

實驗編號	硫酸的質(zhì)量分數(shù)/%	反應的溫度	Fe絲消失的時間/S
①	3	20	500
②	6	20	300
③	6	30	80

（3）實驗②和③表明：該反應快慢與

反應的溫度

有關．
（4）如果實驗②反應的溫度改為25℃，請推出Fe絲消失的時間（用t表示）的取值范圍

80＜t＜300

．
【歸納總結】影響金屬和稀硫酸反應快慢的因素主要有：反應物的種類，金屬顆粒大小，反應溫度以及

稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)

等．
【拓展延伸】
（5）該實驗除了用Fe絲消失的時間來衡量反應的快慢外，你還能提出新的方法來衡量反應的快慢嗎？方法：

通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢

（6）金屬除了能和酸反應外還能和其他金屬的鹽溶液反應，已知下列各組物質(zhì)間均能發(fā)生置換反應．
A．Fe和CuSO₄溶液       B．Mg和MnSO₄溶液          C．Mn和FeSO₄溶液
①寫出Fe和CuSO₄溶液反應的化學方程式

Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄

．
②Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬的活動性由弱到強的順序

Cu＜Fe＜Mn＜Mg

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬的活動性順序知識分析；
（2）根據(jù)題中信息分析化學反應速率快慢的影響因素；
（3）（4）根據(jù)對比實驗的表格，變量唯一，通過變量看鐵絲消失的時間分析（3）和（4）；
（5）判斷反應率的快慢除了觀察反應物的減少速率外，還可以通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢分析；
（6）根據(jù)金屬與鹽的反應規(guī)律，利用Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬及其化合物間可發(fā)生的反應，推斷Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬活動性由弱到強的順序并完成解答；

解答：解：（1）根據(jù)金屬的活動性順序，只有排在氫（H）前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應制取氫氣，且越靠前金屬越活潑，反應速率越快．
故答案為：前；
（2）實驗室制取二氧化碳時，當其他因素都相同時，稀鹽酸與粉末狀石灰石反應速度大于與塊狀石灰石速率，由此可知化學反應速率快慢與石灰石的顆粒大小有關．
故答案為：石灰石的顆粒大�。�
（3）實驗②和③中反應的溫度不同，鐵絲消失的時間不同，說明該反應快慢與溫度有關，且溫度越高，反應越快．
故答案為：反應的溫度；
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，20℃時，鐵絲消失的時間為300秒，20℃時，鐵絲消失的時間為80秒，又溫度越高，反應越快，所以如果實驗②反應的溫度改為25℃，鐵絲消失的時間（用t表示）的取值范圍80＜t＜300；
故答案為：80＜t＜300；
[歸納總結]從上分析可知，影響金屬和稀硫酸反應快慢的因素主要有：反應物的種類，金屬顆粒大小，反應溫度以及稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)等；
故答案為：稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（5）該實驗除了用鐵絲消失的時間來衡量反應的快慢外，還可以通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢．
故答案為：通過收集等量氫氣所需時間來衡量反應的快慢；
（6）①鐵與硫酸銅反應生成了銅和硫酸亞鐵，其化學方程式為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
故答案為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②根據(jù)Fe和CuSO₄溶液反應可以判斷鐵的活動性大于銅，根據(jù)Mg和MnSO₄溶液能夠反應可以判斷鎂的活動性大于錳，根據(jù)Mn和FeSO₄溶液能反應可以判斷錳的活動性大于鐵，所以可以判斷這四種金屬的活動性由弱到強的順序為：Cu＜Fe＜Mn＜Mg；
故答案為：Cu＜Fe＜Mn＜Mg．

點評：本題以實驗探究的形式考查了反應物的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、反應溫度等因素對化學反應速率的影響，重點在于培養(yǎng)學生的實驗探究能力，同時要熟練掌握金屬活動性順序及其應用，在金屬活動性順序中，活動性強的金屬能將活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，難度較大．