Question

某校科技活動小組用鎂粉、鹽酸、醋酸設(shè)計以下實(shí)驗(yàn)，對兩種酸分別與鎂反應(yīng)的速率和電離平衡理論進(jìn)行研究，設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（夾持固定裝置已略去）．
正確操作，記錄得到下圖2中部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
分析數(shù)據(jù)，觀察實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問題：
（1）組裝完成后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)該裝置在設(shè)計上存在明顯缺陷：根本無法完成實(shí)驗(yàn)，甚至存在危險，其缺陷在于

量筒口膠塞的使用，使得反應(yīng)產(chǎn)生的H₂無法進(jìn)入量筒（當(dāng)反應(yīng)開始之后，會造成燒瓶或量筒的膠塞被氣體強(qiáng)力推出而發(fā)生危險）

；
經(jīng)小組研究后，稍作改進(jìn)就可繼續(xù)實(shí)驗(yàn)了；
（2）欲配置100mL實(shí)驗(yàn)所需濃度的鹽酸，除燒杯、酸式滴定管、膠頭滴管之外，還需用到的主要玻璃儀器是

容量瓶（100mL）、玻璃棒

；
（3）在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中
①t（a₁）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于t（b₁）的原因?yàn)椋?!--BA-->

開始階段醋酸溶液中的c（H⁺）遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的c（H⁺）

；
②由

t（b₃）-t（b₂）＞t（b₂）-t（b₁）或t（b₃）＞t（b₁）+t（b₂）

[用含t（b₁）、t（b₂）、t（b₃）代數(shù)式表示]說明鹽酸是強(qiáng)酸，不存在電離平衡；由

t（a₃）-t（a₂）=t（a₂）-t（a₁）或t（a₃）=t（a₁）+t（a₂）

[用含t（a₁）、t（a₂）、t（a₃）代數(shù)式表示]說明醋酸中存在電離平衡．
（4）該實(shí)驗(yàn)得到什么結(jié)論？（回答出兩點(diǎn)即可）
①

相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應(yīng)時，鹽酸開始反應(yīng)速率大（過一段時間，醋酸與鎂反應(yīng)速率較鹽酸的快）

；
②

鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì)，醋酸是弱電解質(zhì)（存在電離平衡）

．
（5）通過實(shí)驗(yàn)判斷，鋅與稀鹽酸制氫氣時，若要減慢反應(yīng)速率而不影響產(chǎn)生氫氣的量，可以加入

CH₃COONa固體、水或NaCl溶液

（填寫兩種不同作用原理的物質(zhì)）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)裝置中量筒密封可能導(dǎo)致的事故來回答；
（2）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規(guī)格的容量瓶以及玻璃棒；
（3）物質(zhì)的量濃度大小影響化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)而會影響化學(xué)反應(yīng)的時間；鹽酸中隨著氫離子的消耗反應(yīng)速率減慢可以證明其中不存在電離平衡；醋酸中隨著氫離子的消耗反應(yīng)速率沒有減慢趨勢可以證明其中存在電離平衡；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合鹽酸和醋酸的性質(zhì)得出結(jié)論；
（5）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)為Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，則減小氫離子的濃度而不改變氫離子的物質(zhì)的量即可滿足減慢反應(yīng)速率，但又不影響產(chǎn)生氫氣的總量．

解答：解：（1）在裝置中，A、B兩個量筒口用膠塞密封，這樣反應(yīng)產(chǎn)生的H₂會造成壓強(qiáng)過大而發(fā)生危險，可以將A、B量筒口的膠塞去掉，
故答案為：量筒口膠塞的使用，使得反應(yīng)產(chǎn)生的H₂無法進(jìn)入量筒（當(dāng)反應(yīng)開始之后，會造成燒瓶或量筒的膠塞被氣體強(qiáng)力推出而發(fā)生危險）；
（2）欲配制100mL實(shí)驗(yàn)所需濃度的鹽酸，所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規(guī)格的容量瓶以及玻璃棒，故答案為：容量瓶（100mL）、玻璃棒；
（3）①開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]，所以a₁的反應(yīng)速率小于b₁，即t（a₁）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于t（b₁），
故答案為：開始階段醋酸溶液中的c（H⁺）遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的c（H⁺）；
②鹽酸中隨著氫離子的消耗反應(yīng)速率減慢可以證明其中不存在電離平衡，即t（b₃）-t（b₂）＞t（b₂）-t（b₁）或t（b₃）＞t（b₁）+t（b₂），醋酸中隨著氫離子的消耗反應(yīng)速率沒有減慢趨勢可以證明其中存在電離平衡，即t（a₃）-t（a₂）=t（a₂）-t（a₁）或t（a₃）=t（a₁）+t（a₂），
故答案為：t（b₃）-t（b₂）＞t（b₂）-t（b₁）或t（b₃）＞t（b₁）+t（b₂）；t（a₃）-t（a₂）=t（a₂）-t（a₁）或t（a₃）=t（a₁）+t（a₂）；
（4）金屬和酸的化學(xué)反應(yīng)速率取決于溶液中氫離子的濃度，相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應(yīng)時，開始階段，鹽酸中氫離子濃度大，所以鹽酸開始反應(yīng)速率大，過一段時間后，由于醋酸的電離平衡的右移，導(dǎo)致醋酸較鹽酸反應(yīng)速率的快，說明鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì)，醋酸是弱電解質(zhì)（存在電離平衡），
故答案為：相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應(yīng)時，鹽酸開始反應(yīng)速率大，過一段時間后醋酸較鹽酸反應(yīng)速率的快；鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì)，醋酸是弱電解質(zhì)（存在電離平衡）；
（5）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)為Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，則減小氫離子的濃度而不改變氫離子的物質(zhì)的量即可滿足減慢反應(yīng)速率，但又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可加入CH₃COONa固體、水或NaCl溶液，故答案為：CH₃COONa固體、水或NaCl溶液；

點(diǎn)評：本題是一道開放性的實(shí)驗(yàn)探究題，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，綜合性較強(qiáng)，難度較大．