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测量锌与硫酸反应速率实验改进的研究

范文

测量锌与硫酸反应速率实验，是现行人教版高中课程标准实验教科书（选修4）中一个重要的实验，做好这个实验，对学生理解“化学反应速率”重要概念很有帮助，按教科书实验装置，如图1，做这个实验存在以下问题：实验现象不明显（生成的气体，难观察到推动注射器的活塞，难以收集到气体）;试剂用量大（2g鋅粒，40mL1mol·L-1和40mL4mol·L-1的硫酸）;所用的实验器材多且笨重，不易连接，不易携带。笔者针对以上不足，做了对这个实验改进的研究，经过多次实验收到理想的教学效果。

一、实验装置及用品

1.改进的实验装置如图2。

2.实验用品

实验所需要的用品有：硫酸（分析纯）、锌粒、蒸馏水、锥形瓶（规格：100mL）2只、注射器（规格：10mL，一次性塑料注射器，也可以用废弃的塑料注射器）2支、双孔橡皮塞2只、秒表1块。

二、操作过程

实验操作过程按下面步骤进行。

1.新的注射器不需要进行清洗，废弃的注射器要进行清洗

干净。

2.按照图2装好实验装置。

3.配制好5mol·L-1、4.5mol·L-1、4mol·L-1、3.5mol·L-1、3mol·L-1、2.5mol·L-1、2mol·L-1、1.5mol·L-1、1mol·L-1、0.5mol·L-1的硫酸溶液，待用。

4.拆下注射器，拉出活塞，往注射器中加入约0.3g锌粒（4颗像绿豆大小的锌粒），并套上活塞，推到底部。

5.装有锌粒的注射器吸取约5mL水，把注射器的尖嘴向上，推活塞把注射器内的空气排掉，及排掉过多的水也要排出，然后把注射器的尖嘴插到不同浓度的硫酸中，吸取10mL的硫酸，记好时间，把注射器安装到原锥形瓶橡皮塞的孔上（注意：安装注射器倾斜与水平面成45°角，并抖动一下，让锌粒靠到注射器底部一边，以防止气体从尖嘴排出），注意观察锌与硫酸反应的现象，并对比反应的激烈程度，把锌与不同浓度的硫酸反应，生成10mLH2所需的时间记于表1中。

6.把收集好的10mLH2的注射器取下，套上针头，平稳地推动活塞，把针头对到酒精灯火焰上，点燃后离开酒精灯火焰，就可以看到针头上有淡蓝色火焰在安静地燃烧。

说明：笔者经过反复实验，利用5mol·L-1以及小于5mol·L-1的硫酸与锌在塑料注射器中反应，完全安全可靠，不存在着塑料注射器不能承受的问题，以及其他危险问题。

三、锌与不同浓度硫酸反应的实验

利用实验装置图2，取0.3g锌粒（4颗像绿豆大小的锌粒）与10mL不同浓度的硫酸反应生成10mLH2（常温常压）所需要的时间，如表1。

四、实验结果

综合上述实验，利用实验⑤，硫酸浓度为3mol·L-1与锌粒反应，生成10mLH2所需的时间为3：43，和实验⑨，硫酸浓度为1 mol·L-1与锌粒反应，生成10mLH2所需的时间为6：47，选用这两个实验，时间相差3：04，也很好地比较出：锌与硫酸反应，硫酸浓度大，反应激烈、反应快，相反硫酸浓度小，反应平缓、反应慢。通过这实验学生更加深刻理解，浓度对化学反应速率影响的关系。

作者简介：黎茂坚（1972—），男，汉，广西玉林市人，本科，高级教师，从事中学化学实验方面的研究。

编辑鲁翠红

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