測量鋅與硫酸反應速率實驗改進的研究

測量鋅與硫酸反應速率實驗，是現行人教版高中課程標準實驗教科書（選修4）中一個重要的實驗，做好這個實驗，對學生理解“化學反應速率”重要概念很有幫助，按教科書實驗裝置，如圖1，做這個實驗存在以下問題：實驗現象不明顯（生成的氣體，難觀察到推動注射器的活塞，難以收集到氣體）;試劑用量大（2g鋅粒，40mL1mol·L-1和40mL4mol·L-1的硫酸）;所用的實驗器材多且笨重，不易連接，不易攜帶。筆者針對以上不足，做了對這個實驗改進的研究，經過多次實驗收到理想的教學效果。

一、實驗裝置及用品

1.改進的實驗裝置如圖2。

2.實驗用品

實驗所需要的用品有：硫酸（分析純）、鋅粒、蒸餾水、錐形瓶（規格：100mL）2只、注射器（規格：10mL，一次性塑料注射器，也可以用廢棄的塑料注射器）2支、雙孔橡皮塞2只、秒表1塊。

二、操作過程

實驗操作過程按下面步驟進行。

1.新的注射器不需要進行清洗，廢棄的注射器要進行清洗

干凈。

2.按照圖2裝好實驗裝置。

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，往注射器中加入約0.3g鋅粒（4顆像綠豆大小的鋅粒），并套上活塞，推到底部。

5.裝有鋅粒的注射器吸取約5mL水，把注射器的尖嘴向上，推活塞把注射器內的空氣排掉，及排掉過多的水也要排出，然后把注射器的尖嘴插到不同濃度的硫酸中，吸取10mL的硫酸，記好時間，把注射器安裝到原錐形瓶橡皮塞的孔上（注意：安裝注射器傾斜與水平面成45°角，并抖動一下，讓鋅粒靠到注射器底部一邊，以防止氣體從尖嘴排出），注意觀察鋅與硫酸反應的現象，并對比反應的激烈程度，把鋅與不同濃度的硫酸反應，生成10mLH2所需的時間記于表1中。

6.把收集好的10mLH2的注射器取下，套上針頭，平穩地推動活塞，把針頭對到酒精燈火焰上，點燃后離開酒精燈火焰，就可以看到針頭上有淡藍色火焰在安靜地燃燒。

說明：筆者經過反復實驗，利用5mol·L-1以及小于5mol·L-1的硫酸與鋅在塑料注射器中反應，完全安全可靠，不存在著塑料注射器不能承受的問題，以及其他危險問題。

三、鋅與不同濃度硫酸反應的實驗

利用實驗裝置圖2，取0.3g鋅粒（4顆像綠豆大小的鋅粒）與10mL不同濃度的硫酸反應生成10mLH2（常溫常壓）所需要的時間，如表1。

四、實驗結果

綜合上述實驗，利用實驗⑤，硫酸濃度為3mol·L-1與鋅粒反應，生成10mLH2所需的時間為3：43，和實驗⑨，硫酸濃度為1 mol·L-1與鋅粒反應，生成10mLH2所需的時間為6：47，選用這兩個實驗，時間相差3：04，也很好地比較出：鋅與硫酸反應，硫酸濃度大，反應激烈、反應快，相反硫酸濃度小，反應平緩、反應慢。通過這實驗學生更加深刻理解，濃度對化學反應速率影響的關系。

作者簡介：黎茂堅（1972—），男，漢，廣西玉林市人，本科，高級教師，從事中學化學實驗方面的研究。

編輯 魯翠紅