Question

【題目】某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有__________________________________________；

（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_________________________________________；

（3）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是________；

（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_____________________________（答兩種）；

（5）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列的實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。

實(shí)驗(yàn) 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4 mol·L－1 H2SO4/mL	40	V1	V2	V3	V4	V5
飽和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0

①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1＝__________，V6＝__________，V9＝________。

②反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈________色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈________色；

③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高，但當(dāng)加入的CuSO4溶液過(guò)一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因___________。

Answer 1

【答案】 CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn可形成Cu－Zn微電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率 Ag2SO4 升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等（答兩種即可） 40 10 17.5 灰黑 暗紅 當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn的表面，降低了Zn與H2SO4溶液的接觸面積

【解析】本題主要考查對(duì)于“硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響”探究實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)。

（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；

（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn可形成Cu－Zn微電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率；

（3）可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是可與Zn發(fā)生置換反應(yīng)的Ag2SO4；

（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等；

（5）①研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，就要控制其它條件相同，所以加入的硫酸都是40mL，V1＝V2=V3=V4=V5=40，混合溶液的體積都是60mL，所以V6＝10，V9＝17.5。

②反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈灰黑色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈暗紅色；

③氫氣生成速率下降的主要原因當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn的表面，降低了Zn與H2SO4溶液的接觸面積。