Question

（1）化學小組同學用下列儀器和試劑，驗證金屬與鹽酸反應速率的影響因素．
實驗儀器：燒杯、石棉網(wǎng)、酒精燈、鐵架臺（帶鐵圈）、鑷子、量筒、天平等．
實驗試劑：鋅片、鐵片、鎂片．溶質質量分數(shù)分別為5%、20%的鹽酸．
①不同金屬與酸反應的快慢不同取質量相等的鎂、鋅、鐵中兩種金屬，分別放入溶質質量分數(shù)相同的足量稀鹽酸中，生成氫氣的質量（m）與反應時間（t）的關系曲線如圖所示．則線B對應的金屬為________，線A對應的金屬與稀鹽酸反應的化學方程式為________．

②同種金屬與不同溶質質量分數(shù)的鹽酸反應的快慢不同取兩份質量相等的鋅片，分別放入5%和20%的足量
稀鹽酸中，生成氫氣的質量為m，反應時間為t．對比5%和20%的稀鹽酸分別與鋅片反應情況，下列關系曲線正確的是________（填字母序號）．
A．B．
C．D．
實驗表明，鹽酸中溶質的質量分數(shù)越大，與金屬反應的速率越快．
③溫度對金屬與鹽酸反應速率也有影響，且實驗表明，溫度越高，鹽酸與金屬反應的速率越快．請用控制變量的方法設計實驗，驗證以上結論，實驗方案為________．
（2）同學們做完實驗后，將含有CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂的廢液倒在廢液缸里，如果將廢液直接排放，就會造成水污染．于是幾位同學利用課余時間處理廢液，回收工業(yè)重要原料氯化鋅和有關金屬．實驗過程如下圖所示．

請回答：
①濾液A和濾液B含有的一種相同溶質的化學式是________；
②寫出步驟①反應的化學方程式________；
③檢驗步驟④中加入的稀鹽酸是否過量的方法是________．

Answer 1

解：（1）①鎂、鋅的反應速率要比鐵快，并且由化學方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑ Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑ Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑可知m克鐵生成m/28克氫氣，m克鋅可生成m/32克氫氣，m克鎂可生成m/12克氫氣．圖中B線反應快生成氫氣少，可知對應的金屬為鋅；A線反應速率比鋅慢可知為鐵故答案為：Zn、Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
②反應物種類相同時反應物濃度高反應速率快，20%的鹽酸比5%的鹽酸反應速率快，可排除A、D；取質量相同的鋅片生成的氫氣質量相同故排除B，因此答案為C
③可設計反應物相同，一個加熱，一個不加熱的實驗來比較反應速率，故答案為：取兩份質量相等的鐵片，分別放入盛有5%的足量稀鹽酸的燒杯中，將其中一只燒杯里溶液加熱，觀察兩只燒杯中產(chǎn)生氣泡的快慢．
（2）①CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂混合物與鋅粉反應生成Cu、Fe和ZnCl₂溶液，經(jīng)過濾，把銅、鐵和鋅固體與ZnCl₂溶液分開，濾液A為 ZnCl₂溶液，磁鐵吸附可把鐵和銅、鋅分開，因為步驟④后生成了銅，所以D為銅和乘余的鋅粉，固體C為鐵，鋅粉與過量稀鹽酸反應生成ZnCl₂溶液故答案為：ZnCl₂
②通過對①的分析可知答案為：Zn+CuCl₂═ZnCl₂+Cu、Zn+FeCl₂═ZnCl₂+Fe
③如果步驟④中鹽酸不過量那么仍有鋅粉存在，與淺綠色的FeCl₂溶液反應溶液退色，如果鹽酸過量則溶液不退色．故答案為：Zn+FeCl₂═Fe+ZnCl₂
分析：（1）①可從反應速率和氫氣生成量兩的方面來判斷，鎂、鋅的反應速率要比鐵快，由關系式計算可知m克鐵生成m/28克氫氣，m克鋅可生成m/32克氫氣，m克鎂可生成m/12克氫氣，鎂反應最快生成氫氣最多；鋅反應比鐵快生成氫氣最少；鐵反反應最慢生成氫氣量居中．
②反應物種類相同時反應物濃度高反應速率快，20%的鹽酸比5%的鹽酸反應速率快．
③可設計反應物相同，一個加熱，一個不加熱的實驗來比較反應速率．
（2）CuCl₂、ZnCl₂、FeCl₂混合物與鋅粉反應生成Cu、Fe和ZnCl₂溶液，經(jīng)過濾磁鐵吸附可把鐵，銅和氯化亞鐵溶液分開．
點評：該題通過鋅、鐵、鎂與鹽酸之間的反應考查了反應速率的知識點，并通過回收有用原料增加了學生節(jié)約藥品和愛護環(huán)境的意識．