22.小华同学在探究金属与酸反应时,将铝片、锌片打磨后,分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中,观察到铝与稀盐酸反应比锌与稀盐酸反应更快。
【提出问题】
金属与盐酸反应快慢,除与金属的种类有关外,还受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】
a.可能与盐酸的浓度有关;
b.可能与金属与酸的接触面积有关;
c.可能与
有关。
【设计并实验】
小明利用如图甲所示装置,用不同浓度的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。
实验编号 | 盐酸的浓度(均取20mL) | 温度/℃ | 记录的数据 |
① | 5% | 30 | |
② | 10% | 20 | |
③ | 5% | 20 | |
④ | 10% | 30 | |
【交流讨论】
(1)请写出铝与盐酸反应的化学方程式
。
(2)实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭,再将注射器活塞往右拉,松手后,观察到注射器活塞回原处。小明进行该操作后得到的结论是
。
【分析数据、得出结论】
(3)实验中记录的数据可能是
。对比实验②③可知
对金属与酸反应的速率有影响。
(4)实验表明,四次实验时,反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③。根据记录的数据分析,若盐酸质量分数为5%,温度为25℃,则所记录数据大小应该介于
两次实验所记录的数据之间。
【拓展延伸】
(5)小明用足量的铝与稀盐酸反应时,试管外壁发烫,并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示,根据曲线乙可得出铝与稀盐酸反应速率开始由慢变快,请分析一段时间后反应速率又由快变慢的原因是
。
(6)研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行再探究。将橡皮塞连接气体压力传感器,烧瓶中放入铝片和稀盐酸,塞紧瓶塞并打开仪器,一段时间后,得到如丙图所示的气体压强与时间的关系曲线图。AB段气体压力变化不明显的是因为铝表面的氧化铝先与盐酸反应。随着反应继续进行,到c点反应完成,气体体积最大,并且该反应放热,反应结束后,CD段气体压力逐渐下降的原因是
。