测量锌和稀硫酸反应速率实验的改进_锌和稀硫酸实验分析

2020-02-28 其他范文下载本文

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测量锌和稀硫酸反应速率实验的改进

李严

（南京市中华中学江苏南京

210019）

摘要测量锌和稀硫酸反应速率是中学化学重要定量实验。文中对课本上测量锌和稀硫酸反应速率的实验装置进行了温度控制等改进和创新，使装置具有科学性、实用性特点，达到了操作简便、现象明显、节约用品、安全可靠的效果。

关键词锌硫酸冰水混合物注射器原实验中的不足

现行人教版化学选修四第二章第一节通过实验2-1测量了化学反应速率，实验装置如图1所示。

具体做法为：按图1所示安装2套装置,在锥形瓶内各盛2g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸。比较二者收集10mL H2所用的时间,以此来测量同质量的锌与不同物质的量浓度的硫酸反应的速率。

该实验现象较为明显，但是实验还存在着下述明显的不足之处：（1）锌和硫酸反应是放热反应，随着反应进行化学反应速率会明显加快，并且收集到的气体温度也在不断变化之中，难以精确计算化学反应速率。（2）本实验比较浓度对反应速率的影响，但是学生无法从视觉上直观感知实验所用硫酸浓度的差异。（3）仪器较多，不便携带，操作较为繁琐。（4）实验实际收集到的是氢气和空气的混合气，可能受到一些偶发因素引起爆炸，不安全。鉴于上述原因, 进行了如下实验改进。2 改进方法

（1）实验用品

注射器（2支，20mL），橡胶塞，量筒，秒表，药匙，烧杯。

锌粒，品红，4mol/L硫酸，冰水混合物。

（2）实验装置

图2 测量锌与硫酸反应速率的改进装置

图2中，2支注射器中分别装有等量锌粒和不同浓度硫酸，注射器放在冰水混合物里。

（3）实验步骤和结果

①在4mol/L硫酸溶液中加入少量品红粉末，使其显红色，量取25mL4mol/L硫酸，稀释至100mL得1mol/L硫酸，显浅红色。

②取两支注射器（不含针头），拔出推杆，向其中各放人4个锌粒(颗粒大小基本相同，约2g)，插入推杆至不能推动为止。

③把硫酸放入冰水混合物中冷却后，用2支注射器同时吸取1 mol/L和4mol/L硫酸（学生协作），挤出针筒内的空气和部分硫酸，使针筒内硫酸体积为10mL，将注射器尖嘴插入橡胶塞（橡胶塞预先打有小孔）后把注射器如图2放在烧杯的冰水混合物里，并开始计时。

④当 H2体积达到10mL时，拔去橡胶塞，挤出注射器内硫酸。比较二者收集10mL H2所用的时间,以此来测量同质量的锌与不同物质的量浓度的硫酸反应的速率。现象是装有红色液体的注射器推杆移动明显快于装有浅红色液体的注射器推杆。实验结果如下表所示。

加入试剂反应时间反应速率