芦大鹏 铁钉与稀盐酸的反应

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1、“铁钉与稀盐酸的反应”为什么加快了？石家庄外国语学校初三12班芦大鹏问题发现一次化学实验课上，当我把稀盐酸倒入盛有铁钉和碳酸钠固体的小烧杯的时候，我惊奇的发现，碳酸钠固体完全反应之后，铁钉与烧杯中液体的反应比只跟盐酸反应的速率加快了，铁钉表面生成大气泡并不断逸出。为此，我对这一现象进行了深入探究。重复实验我利用刚才的反应，重新进行了一次试验：实验用品碳酸钠（Na2CO3）固体、稀盐酸（HCl）、铁钉（Fe）、小烧杯。图1实验用品实验步骤实验现象得出结论第一步：将铁钉4枚放入盛有稀盐酸的小烧杯中。铁钉表面有小气泡生成Fe+2HCl=FeCl2+H2↑第二步：将碳酸钠固体加入小烧

2、杯中。碳酸钠固体与稀盐酸剧烈反应，产生大量气泡；铁钉表面也有大气泡生成并不断逸出。Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑第三步：待碳酸钠固体完全反应后，继续观察实验现象。铁钉表面仍有大气泡生成并不断逸出。加入碳酸钠固体并反应完毕后，溶液中铁钉与稀盐酸的反应速率加快。铁钉表面产生了大气泡并不断逸出图2实验现象1分析猜想在这两种物质与稀盐酸进行反应时，发生了如下的化学反应，该两个反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑其中，前者是先进行完毕的。也就是说，前者的生成物N

3、aCl与CO2都有可能使反应速率加快（H2O除外，否则在之前的反应中速度就会发生变化，甚至有可能生成的水使溶液浓度降低，从而使化学反应变慢）。猜想Ⅰ是生成的CO2使Fe与HCl的反应速率加快。猜想Ⅱ是生成的NaCl使Fe与HCl的反应速率加快。验证实验1.二氧化碳参与铁与稀盐酸的反应实验：实验用品碳酸钙（CaCO3）、稀盐酸（HCl）、试管、单孔胶塞、导管、铁钉（Fe）、小烧杯。实验步骤①将铁钉4枚放入小烧杯中。②将稀盐酸倒入小烧杯中，并将铁钉完全浸没。③组装试管、单孔胶塞和导管，检查此装置的气密性。④将碳图3实验现象2酸钙装入试管，并倒入足量的稀盐酸。⑤将生成的二氧化碳气体

4、通过导管通入稀盐酸与铁钉的混合物中。⑥静置烧杯，观察现象。实验现象铁钉表面的气泡大小未发生变化，反应速率基本不变。小结二氧化碳并不是导致铁钉与稀盐酸反应速率加快的原因。2.氯化钠参与铁与稀盐酸的反应实验：实验用品氯化钠（NaCl）、铁钉（Fe）、稀盐酸（HCl）、小烧杯。实验步骤①将铁钉4枚放入小烧杯中。②将稀盐酸倒入小烧杯中，并将铁钉完全浸没。③将少量氯化钠固体加入小烧杯中，并用玻璃棒搅拌使其充分溶解。④静置烧杯，观察现象。实验现象铁钉上生成的气泡比原来多，而且明显，大气泡不断逸出，反应速率加快。图4实验现象3小结氯化钠可以使铁与稀盐酸反应的速率加快。得出结论是碳酸钠与稀盐

5、酸反应生成的氯化钠导致铁与稀盐酸反应的速率加快。深入分析原因当在稀盐酸中加入氯化钠后，NaCl与原来溶液中的HCl在水中电离出三类离子（Na+、Cl-、H+）。其实质是引入了能够导电的Na+与Cl-这两类离子，使溶液中的导电离子增多，增强了溶液的导电性。而没有氯化钠参与的铁与稀盐酸的反应中，溶液中只含两种离子（H+、Cl-），其导电性就要比含有三种离子的溶液弱。但是溶液仍旧不显电性的原因，是因为虽然溶液中出现了三类离子，但Cl-的总数变为了原来的二倍，正负电荷数相等，故溶液仍旧不显电性。三类离子导电能力强于两种离子导电能力，这就好像是导线的并联——在电压不变的情况下，并联的导

6、线越多，总电阻越小，电流越大。同理，引进的离子越丰富，种类越多，其电阻越小，导电能力越强。这三类离子提高了Fe的金属活动性，增强了溶液的导电性，形成了一个电解池，并最终导致Fe与HCl的反应速率加快。反思与收获生活中处处有科学，有时小玩笑只要留心观察，也能有大的发现。这也正是一个科学家应该具有的素养和品质。所以，科学离我们并不遥远，科学就在我们身边。但是，科学是留给那些会学习的人学的，我们也应该具有这样的毅力和品质，并为之而努力奋斗！