某学生为了探究Zn与盐酸反应过程中的速率变化,在100mL稀盐酸中加入足量的Zn粉,用排水集气法收集反应放出的H2,实验记录如下(累计值):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(2)4~5min时间段的反应速率最小,你认为原因是______;
(3)求2~3min时间段内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率(假设溶液体积保持不变)V(HCl)=______mol/(L•min);
(4)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入下列物质:A.H2OB.NaCl溶液C.Na2CO3溶液D.Cu粉E.CuSO4粉末;
你认为可行的是(填编号)______.
(1)从表中数据看出2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,反应速率最大,虽然反应中c(H+)下降,但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高,
故答案为:2~3;该反应是放热反应,2~3min时温度高,温度对反应速率影响占主导作用;
(2)4 min~5 min收集的氢气最少,反应速率最小,虽然反应中放热,但主要原因是c(H+)下降,反应物浓度越低,反应速率越小,
故答案为:4~5min时H+浓度小,浓度对反应速率影响占主导作用;
(3)2~3 min生成氢气的体积是112 mL,设需要盐酸的物质的量为xmol,
Zn+2HCl=ZnCl2 +H2 ↑
2mol 22.4L
xmol0.112L
x=0.01
所以△c(HCl)=
=0.1mol/L.0.01mol 0.1L
所以v(HCl)=
=0.1mol/(L.min),0.1mol/L 1min
故答案为:0.1mol/(L.min);
(4)A、加入蒸馏水,溶液中H+的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故A正确;
B、加入氯化钠溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故B正确;
C、加入Na2CO3溶液,Na2CO3能与盐酸反应,H+的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量减小,氢气的量也减小,故C错误;
D、加入Cu粉,锌、铜、稀盐酸形成原电池,加快了化学反应速率,因Zn足量,则氢气的量不变,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故C错误;
E、加入CuSO4溶液,锌能置换出铜,锌、铜、稀盐酸形成原电池,加快了化学反应速率,因Zn足量,则氢气的量不变,故D错误;
故答案为:AB.