Question

10．已知相同溫度下，在溶液中進行的化學反應的快慢（化學反應速率）既與單位體積內參加反應的溶質質量（微粒數目）有關，也與參加反應的固體跟溶液的接觸面積有關，某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現加入少量硫酸銅溶液可以加快氫氣的生成速率，請回答下列問題
（1）上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗，將表中所給的混合溶液（混合前后溶液的體積變化忽略不計）分別加入到6個盛有過量等量鋅粒（鋅粒與溶液的接觸面積相同）的反應瓶中，收集產生的氣體，記錄獲得同樣多的氣體所需的時間

實驗混合溶液	A	B	C	D	E	F
28%稀鹽酸/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
飽和CuSO溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
HO/mL	V7	V8	V9	V10	8	0

①請完成此實驗設計，其中：V₁=30；V₆=12；
②該同學最后得出的結論為：當加入少量CuSO₄溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO₄溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降，請分析氫氣生成速率下降的主要原因加入的CuSO₄溶液超過一定量時，生成的單質Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積．

Answer 1

分析 （1）根據硫酸和鋅反應生成硫酸鋅和氫氣，鋅和硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸鋅進行解答；
（2）根據要對比試驗效果，那么除了反應的物質的量不一樣以外，要保證其它條件相同，而且是探究硫酸銅量的影響，那么每組硫酸的量要保持相同，六組反應的總體積也應該相同．

解答 解：（1）鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發(fā)生Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，此外金屬鋅會和硫酸之間發(fā)生反應Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）①要對比試驗效果，那么除了反應的物質的量不一樣以外，要保證其它條件相同，而且是探究硫酸銅量的影響，那么每組硫酸的量要保持相同，六組反應的總體積也應該相同，A組中硫酸為30mL，那么其它組硫酸量也都為30mL，而硫酸銅溶液和水的總量應相同，F組中硫酸銅20mL，水為0，那么總量為20ml，所以V₁=30mL，V₆=12mL；
故答案為：30；12；
②因為鋅會先與硫酸銅反應，直至硫酸銅反應完才與硫酸反應生成氫氣，硫酸銅量較多時，反應時間較長，而且生成的銅會附著在鋅片上，會阻礙鋅片與硫酸繼續(xù)反應，氫氣生成速率下降．故填：當加入的CuSO₄溶液超過一定量時，生成的單質Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積．

點評 本題考查了影響化學反應速率的因素，并且融合了化學實驗，形式新穎靈活，本題的易錯點在于①中V₁、V₆的求得要注意分析表中數據；最后一問應該能夠想到“覆蓋”的問題，題目難度中等．