高中化學(xué)專題四化學(xué)反應(yīng)條件控制課題1硫代硫酸鈉與酸反應(yīng)速率影響因素教學(xué)案高二化學(xué)教學(xué)案

課題一硫代硫酸鈉與酸反響速率的影響要素【學(xué)考報告】知識條目

加試要求①硫代硫酸鈉和強酸反響的原理及實驗現(xiàn)象

b②濃度、溫度對硫代硫酸鈉與酸反響速率的影響

c一、化學(xué)反響速率1．化學(xué)反響速率的觀點化學(xué)反響速率是用來權(quán)衡化學(xué)反響進行快慢程度的物理量。2．化學(xué)反響速率的表示方法化學(xué)反響速率往常是用單位時間內(nèi)反響物濃度的減小或生成物濃c度的增添來表示，其數(shù)學(xué)表達式可表示為v＝t。式中c——某物質(zhì)的濃度變化，常用單位為－1t——時間，常用單位mol·L。為s、min、h。v——某一物質(zhì)的反響速率，常用單位是mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1等。3．影響化學(xué)反響速率的要素反響物自己的性質(zhì)是決定反響速率的內(nèi)因。外因：反響物濃度、溫度、催化劑等。4．硫代硫酸鈉與酸的反響向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，發(fā)生以下反響：Na2S2O3＋2－＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，反響的離子方程式是S2O3＋2H===SO2↑＋S↓＋H2O。因為反響生成不溶于水的S，使溶液出現(xiàn)污濁現(xiàn)象。依據(jù)出現(xiàn)污濁現(xiàn)象所需時間的長短，能夠判斷化學(xué)反響進行的快慢。反響進行得快，則先出現(xiàn)污濁現(xiàn)象。二、課題方案設(shè)計1．實驗操作重點為了比較實驗中溶液出現(xiàn)污濁的快慢，能夠先在一張白紙上用黑色記號筆在適合的地點畫上粗細、深淺一致的“十”字，襯在反響容器(錐形瓶)的底部。實驗以Na2S2O3和H2SO4兩溶液相混淆時開始計時，到溶液出現(xiàn)的污濁將錐形瓶底部的“十”字完整掩蓋時結(jié)束。經(jīng)過比較記錄的反響所需時間，能夠判斷反響速率的大小。2．實驗記錄與結(jié)論研究濃度對反響速率的影響：①取兩個50mL錐形瓶，編為1、2號。向1號錐形瓶中加入10mL－1溶液，向2號錐形瓶中加入5mL0.1mol·L0.1mol·LNaSO2231Na2S2O3溶液和5mL蒸餾水。②另取兩支試管，各加入10mL0.1mol·L－1H2SO4溶液，而后同時將該溶液分別倒入1、2號錐形瓶中，記錄反響所需的時間。錐形0.1mol·L－10.1mol·L－1蒸餾反響瓶編Na2S2O3H2SO4結(jié)論水/mL時間/s號溶液/mL溶液/mL11001012sNa2S2O3溶液的濃度越大，溶液變污濁越快，2551020s反響速率越快研究溫度對反響速率的影響：取一個50mL錐形瓶，編為3號，向此中加入10mL0.1mol·L－1NaSO溶液，向另一支試管中加入－1H2SO溶10mL0.1mol·L2234液，同時放入盛有熱水的燒杯中，片晌后將錐形瓶和試管拿出，將H2SO4溶液加到Na2S2O3溶液中，記錄溶液的溫度和反響所需的時間。錐形0.1mol·L－10.1mol·L－1反響反響瓶編Na2S2O3H2SO4結(jié)論溫度/℃時間/s號溶液/mL溶液/mL11010室溫12s反響混淆液溫度越高，溶液變污濁越快，反響3101040℃5s速率越快思慮：在應(yīng)用實驗比較法時應(yīng)注意什么問題？提示實驗比較法常經(jīng)過平行實驗或先后的系列實驗作察看和對比，分析影響要素。在比較某一要素對實驗產(chǎn)生影響時，一定清除其余要素擾亂，即需要控制好與實驗有關(guān)的各項反響條件。點撥一、實驗注意事項1．因為污濁出現(xiàn)時間判據(jù)在實質(zhì)操作中存在較大的主觀性，如出現(xiàn)什么樣的狀況才算是出現(xiàn)污濁，假如能夠借助在紙片上畫“十”字、“田”字或“王”字，便可能減少偏差，減小主觀要素的影響。為了保證察看的條件盡可能一致，在紙片上畫的“田”字必定要等粗，字體的大小以“田”字框的四個角恰好到錐形瓶的底邊為最佳。字體的顏色以黑色為好，紅色太亮，所需遮住時間太長?！疤铩弊植挥卯嫷锰睢⑻?，不然實驗時間太長。自然，被掩蓋到筆跡看不見為止也是一個模糊的判據(jù)。2．稀釋H2SO4溶液和稀釋Na2S2O3溶液的成效顯然不一樣，實驗可見此反響速率更大程度上取決于Na2S2O3溶液的濃度，并且它的濃度大小直接影響積淀的顏色。3．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)與酸反響的速率較快，為了便于記錄和比較溶液出現(xiàn)污濁時間的長短，控制反響物濃度和反響溫度十分重要。夏天做此實驗和冬天做此實驗?zāi)軌蜻x擇不一樣的濃度，冬天室溫較低可采納0.2mol·L－1的濃度，速率快，積淀顏色顯然。夏天則可采納低一點的濃度，0.1mol·L－1比較適合。4．對于實驗所需要的加熱，采納水浴加熱為好，一則便于控制溫度，二則此實驗溫度也不需要超出50℃。實驗時注意把量好的兩份液體裝在試管中，分別插入溫度計，同時放入熱水，等溫度快升高到所需溫度時立刻拿出，這時溫度還會持續(xù)高升，擱置一段時間待回落到所需溫度時立刻倒入錐形瓶開始實驗。注意溫度計的水銀球不要遇到試管壁和試管底，應(yīng)逗留在溶液中央。5．對于硫積淀的顏色：0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和0.1mol·L－1H2SO4溶液反響后的液體呈乳白色，0.2mol·L－1Na2S2O3溶液和0.2mol·L－1H2SO4溶液反響后的液體呈淺黃色。點撥二、丈量化學(xué)反響速率1．基本思路化學(xué)反響速率是經(jīng)過實驗測定的。因為化學(xué)反響中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包含反響物和生成物)，因此與此中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)有關(guān)的性質(zhì)在丈量反響速率時都能夠加以利用。2．用于化學(xué)反響速率丈量的基天性質(zhì)直接可丈量的性質(zhì)，如開釋出氣體的體積和系統(tǒng)壓強。比如，過氧化氫的分解反響中有氣體生成，能夠丈量在必定溫度和壓強下開釋出來的氣體的體積，再進行適合的變換和計算。依賴物理儀器才能丈量的性質(zhì)．如顏色的深淺、光的汲取、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。在溶液中，當反響物或產(chǎn)物自己有比較顯然的顏色時，經(jīng)常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來追蹤反響的過程和丈量反響速率。3．設(shè)計“反響速率的影響要素”實驗“反響速率的影響要素”實驗設(shè)計的思路①分析可能影響化學(xué)反響快慢的要素，明的確驗?zāi)康?；②從所給試劑分析能發(fā)生哪些化學(xué)反響；③分析所給物質(zhì)的濃度、狀態(tài)等的不一樣，分別設(shè)計對照實驗?！胺错懰俾实挠绊懸亍痹O(shè)計的實驗方案舉例①銅片分別與同濃度的鹽酸在常平和加熱條件下的實驗②鎂條、鐵片分別與同濃度的鹽酸在常溫下的實驗→反響物自己的性質(zhì)是決定反響速率的主要要素。③鐵片分別與不一樣濃度的鹽酸反響的實驗→④塊狀碳酸鈣分別與不一樣濃度的鹽酸的實驗商討反響物的濃度對反響速率的影響。⑤鐵片分別與同濃度的鹽酸在常平和加熱條件下的實驗―→商討反響溫度對反響速率的影響。⑥3%過氧化氫溶液加入氯化鐵溶液或二氧化錳條件下的分解實驗―→商討催化劑對反響速率的影響。⑦塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末分別與同濃度的鹽酸的實驗―→商討固體反響物的表面積對反響速率的影響。[典例分析]為了研究溫度、濃度對化學(xué)反響速率的影響，某同學(xué)做了硫代硫酸鈉與酸反響速率的影響要素的有關(guān)實驗，實驗記錄以下：參加反響的物質(zhì)組號溫度Na2S2O3H2SO4蒸餾水℃體積濃度體積濃度體積/mLmL（mol·L－1）mL（mol·L－1）A10100.1100.10B1050.1100.15C1050.2100.25D3050.1100.15E30100.250.25該同學(xué)在實驗中主要采納的方法是_____________________________。(2)實驗

A、

B

的探

究目的

是______________________________________。(3)實驗A、C的研究目的是____________________________________。(4)實驗B、D的研究目的是____________________________________。你以為該同學(xué)設(shè)計這組實驗的目的是___________________________。分析五組實驗中，三種液體混淆后所得混淆溶液的整體積都是20mL，可估量出混淆溶液中Na2S2O3、H2SO4的濃度值。A、C組中－1c(Na2S2O3)都約為0.05mol·L，B、D組中c(Na2S2O3)都約為0.025mol·L－1，E組中c(Na2S2O3)約為0.1mol·L－1；A、B、D、E組中c(H2SO4)都約為0.05mol·L－1，C組中c(H2SO4)約為0.1mol·L－1。聯(lián)合溫度條件，便可確立實驗A、B中的變化要素是“Na2S2O3的濃度”，實驗

A、C中的變化要素是“H

2SO4的濃度”。整體來看，根據(jù)這組實驗，可研究溫度、濃度對

Na2S2O3和

H2SO的反響速率的影響狀況。答案(1)比較法溫度都為10℃，為了研究Na2S2O3濃度對有關(guān)反響速率的影響溫度都為10℃，為了研究H2SO4濃度對有關(guān)反響速率的影響為了研究溫度對有關(guān)反響速率的影響為了研究溫度、濃度對Na2S2O3和H2SO4的反響速率的影響[追蹤訓(xùn)練]下表是稀硫酸與某金屬反響的實驗數(shù)據(jù)：溶液實金金屬c(HSO)/溫度/金屬消驗屬24質(zhì)量V(H2SO4)/mL℃失的時序狀(mol·L－1)/g間/s號態(tài)反響前反響后10.10絲0.5502034500粉20.100.550203550末30.10絲0.750203625040.10絲0.8502035200粉50.100.850203625末60.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150304440分析上述數(shù)據(jù)，達成以下問題：(1)實驗4和5表示________________對反響速率有影響，________反響速率越快，能表示同一規(guī)律的實驗還有________。(填實驗序號)僅表示反響物濃度對反響速率產(chǎn)生影響的實驗有________。(填實驗序號)本實驗中影響反響速率的其余要素還有________，其實驗序號是________。(4)實驗中的全部反響，反響前后溶液的溫度變化值

(約

15℃)相近

，

推

測

其

原

因

：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。分析此題考察影響化學(xué)反響速率的要素，同時考察分析圖表、解決問題的能力。既要注意表格中金屬的狀