(12分)甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律,以及影响化学反应速率的因素。其设计的实验方案如下,请你帮他填写完整,并做出评价。
实验室提供的试剂:锌块、锌粉、铁条、铁粉、铜条、NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水、1mol/L盐酸、3mol/L的盐酸
(1)探究同主族元素性质的递变规律
①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式
②【评价】甲同学设计的实验方案的合理性是___________(填序号)
A. 非常合理 B. 部分合理 C. 完全不合理
③【补充和完善】上一题②中若选A,则此项不用再作答,若选B或C,则完成实验还需要的试剂是___________。
(2)探究影响化学反应速率的因素
实验步骤 | 实验现象 | 实验依据和结论 |
![]() 3mL1mol/L 3mL3mol/L 盐酸 盐酸 (金属质量相同,盐酸均过量) | 均有气体生成,锌粉先消失,锌块后消失 | 因为乙试管中的反应更快,所以反应物浓度越大,反应速率越快。 |
(3)请你利用原电池原理,设计实验,比较铜和铁的金属活动性。画出实验装置图,标出正负极、电子流动方向,写出电极反应式。
(1)①甲:溶液由无色变为橙色,离子方程式:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2.乙:溶液 由无色变为黄色,离子方程式为:Cl2+2I-=2Cl-+I2。② B ;③ 溴水;(2)锌粉的表面积大,也能加快反应速率。(3)(图像3分)(正负极也可以用文字书写,正极材料、电解质溶液的选用合理即可。正负极材料、标正负极均正确给1分,电子移动方向正确给1分,电解质溶液正确给1分,若未形成闭合回路扣1分,即没画电解质或导线时。)负极:Zn - 2e-=Zn2+ 正极:Cu2+ + 2e-=Cu
题目分析:(1)①由于非金属性Cl>Br>I,元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强。活动性强的能把活动性弱的从化合物中置换出来。把氯气通入NaBr溶液中,氯气把溴单质置换出来,由于溴单质的水溶液为橙色。相应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。把氯气通入NaI溶液中,氯气把碘单质置换出来,由于碘单质的水溶液为黄色。相应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。②该方案只能证明Cl2>Br2,Cl2 >I2,但是不能证明Br2>I2,因此选项为B。③应该再补充一个实验,把溴水加入到NaI溶液中,若能发生置换反应,则证明Br2>I2。即Cl2>Br2 >I2。(2)Zn是固体,Zn粉的表面积比Zn块大,与同种浓度的盐酸接触面积大,实验反应速率快。而不是固体的浓度大引起的速率变化。(3)Zn、C作电极,电解质溶液为CuSO4,Zn、C连接起来同时插入CuSO4溶液。这时构成了原电池。Zn作负极,发生反应:Zn - 2e-=Zn2+。C为正极,在正极上发生反应:Cu2+ + 2e-=Cu。总方程式为Zn+Cu2+ ="Cu+" Zn2+。