题目

题型：同步题难度：来源：

请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。实验目的：比较等体积0.5 mol·L^－1硫酸、1 mol·L^－1盐酸、1 mol·L^－1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。
（1）实验原理：(用离子方程式表示)________________。
（2）实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是__________，不选其他两种金属的理由是__________________。
实验步骤：甲同学设计的实验装置： 
乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。
（3）你认为乙同学改进的措施是__________________。
（4）按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。实验现象及结论：________________________________________________________________________。
（5）反应开始时的速率：v(H₂SO₄)__________v(HCl)__________v(HAc)(用“＝”“<”或“>”填空，下同)，反应进行一段时间后的速率：v(H₂SO₄)<(HCl)__________v(HAc)；
（6）最终得到的氢气体积：V(H₂/H₂SO₄)__________V(H₂/HCl)__________V(H₂/HAc)。问题讨论：
（7）量筒的规格由__________________决定。
（8）对结论“（6）”“（7）”中盐酸和醋酸的异同，你的解释是__________________。
（9）根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终都相等，但反应一段时间后有v(H₂SO₄)<v(HCl)。对此现象，你猜想可能的原因是__________________。大学无机化学对此问题将有科学的解释。

答案

（1）2H⁺＋Mg＝H₂↑＋Mg²⁺，2CH₃COOH＋Mg＝H₂↑＋Mg²⁺＋2CH₃COO^－
（2）Mg；Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论，Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
（3）同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液
（4）实验现象：反应开始时醋酸反应速率小于盐酸和硫酸反应速率。当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。结论：最终得到的氢气体积相等
（5）＝；>；<　
（6）＝；＝
（7）酸液的体积
（8）醋酸中存在电离平衡，反应开始时c(H⁺)小于盐酸，故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后，醋酸的电离平衡不断向右移动，使得c(H⁺)大于盐酸，故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H⁺的物质的量相等，故最后得到H₂体积相等
（9）H⁺的存在抑制HSO₄^-的电离(或：SO₄^-抑制H⁺与Mg的反应或Cl^-促进H⁺与Mg的反应)