铁与稀盐酸反应的影响因素

实验设计一

探究影响金属铁与稀盐酸反应速率的因素

2013级学科教学（化学）

学号：104754130809

作者：张瑞超

探究金属铁与稀盐酸反应速率的影响因素

一、实验目的

1、认识并熟悉金属铁与稀盐酸反应所需要的实验器材，了解各实验器材的作用、使用方法以及注意事项。

2、熟悉并掌握金属铁与稀盐酸反应的实验基本操作。

3、掌握金属铁与稀盐酸反应的原理，了解影响金属铁与稀盐酸反应速率的影响因素。

4、发展并掌握自主分析问题、提出假设并且能够设计实验验证假设的能力。

二、实验原理

铁是银白色金属，质软，熔点1535℃，沸点2750℃，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，是典型的过渡金属元素。铁原子最外层有2个电子，容易失去外层电子形成正二价阳离子。

盐酸是氯化氢水溶液的俗名，溶质的化学式是HCl，质量分数低于37%的盐酸称为稀盐酸，能够和活泼的金属反应生成盐和氢气。

金属铁与稀盐酸反应的基本原理如下：

Fe+2HCl=FeC+↑

对于固液反应，它的影响因素一般包括参与反应的固体的形态、液体的浓度、反应体系的温度以及催化剂等因素。下面设计了一系列对比实验，来验证为了探究影响金属铁与稀盐酸反应速率的因素。

由于本实验会产生氢气，所以可以用氢气产生的速度快慢来判断实验速率的快慢。

三、实验用品

实验药品：铁屑，铁粉，稀盐酸（0.1 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L、

2.0 mol/L），0.5 mol/L CuS溶液。

实验器材：电子天平，量筒（10mL，50mL），铁架台，长颈漏斗（100mL），圆底烧瓶（250 mL），橡胶塞，玻璃导管，橡胶管，锥形瓶，酒精灯，恒温水浴锅，烧杯（100mL）。

四、实验装置

1、实验1、

2、4，改变物质的形态，浓度，以及是否加入硫酸

铜。

2、实验3，使用恒温水浴，改变体系的温度。

五、实验步骤

本次实验是为了验证影响铁与稀盐酸反应速率的因素，所以，实验分四组用控制变量法进行，四个变量分别为铁的形态、稀盐酸的浓度、反应体系的温度，以及是否添加CuS溶液。

1、分别称取5g铁屑和5g铁粉，以及量取两份100 mL1.0 mol/L

稀盐酸溶液备用。将两套实验装置连接好后，将铁粉和铁屑分

别加入圆底烧瓶中，将稀盐酸加入长颈漏斗中，同时打开长颈

漏斗的旋塞，使得稀盐酸以相同速度滴入圆底烧瓶中，观察集

气瓶中气泡的产生速率。

2、称取4份5g的铁屑，以及量取0.1 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L、

2.0 mol/L的稀盐酸各100 mL 备用。将四套实验装置连接好后，

将铁屑分别加入四个圆底烧瓶中，将不同浓度的稀盐酸加入长

颈漏斗中，同时打开长颈漏斗的旋塞，使得稀盐酸以相同速度

滴入圆底烧瓶中，观察集气瓶中气泡的产生速率。

3、称取3份5g的铁屑，以及量取三份100 mL1.0 mol/L稀盐酸溶

液备用。在圆底烧瓶下面加一个恒温水浴锅，连接好三套实验

装置。将三个恒温水浴锅分别设定温度为0℃、40℃、50℃，

将装置及铁粉，盐酸分别在恒温水浴锅中放置10分钟使其温度

恒定，然后将铁屑分别加入圆底烧瓶中，将稀盐酸加入长颈漏

斗中，同时打开长颈漏斗的旋塞，使得稀盐酸以相同速度滴入

圆底烧瓶中，观察集气瓶中气泡的产生速率。

4、分别称取5g铁屑两份，以及量取两份100 mL1.0 mol/L稀盐酸

溶液，10 mL0.5 mol/L CuS溶液备用。将两套实验装置连接

好后，将铁屑分别加入圆底烧瓶中，其中一个圆底烧瓶加入10

mL0.5 mol/L CuS溶液，另一个不加，然后将稀盐酸加入长

颈漏斗中，同时打开长颈漏斗的旋塞，使得稀盐酸以相同速度

滴入圆底烧瓶中，观察集气瓶中气泡的产生速率。

六、实验结果及结论

第一组实验：

结论：

第二组实验：

结论：

第三组实验：

结论：

第四组实验：

CuS

结论：

注：气泡产生的快慢可以用“较快、快、慢、较慢”来形容。

七、注意事项

1、由于实验装置是密闭的，所以反应开始前要检验装置的气密性。

可以用热毛巾捂住圆底烧瓶底部或者将圆底烧瓶放入温水中，

观察集气瓶中是否有气泡产生。

2、使用玻璃仪器时，注意要轻拿轻放，且实验结束后要清洗干净

并烘干。

3、本实验会产生大量的实验尾气——氢气，考虑到氢气可燃且产

物为水，不会对空气造成污染，所以采用酒精灯来进行尾气处

理。注意应当等实验反应完全后，再撤酒精灯。

4、本实验可分组进行，并且采取小组合作的方式完成。

八、参考文献

1、普通高中课程标准实验教科书“化学1（必修）”，王磊主编，

山东科学技术出版社，53页~56页。

2、普通高中课程标准实验教科书“化学反应原理”，王明兆、高盘

良、王磊主编，山东科学技术出版社，54页~62页。

3、无机化学实验（第三版），北京师范大学无机化学教研室等编，

高等教育出版社，8页~20页，43页~58页。

4、中华人民共和国药典，国家药典委员会编，中国医药科技出版

社，2010年版，二部，1238页。