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12.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加快氫氣的生成速率.請回答下列問題:
(1)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn形成Cu-Zn原電池,加快了氫氣生成的速率
(2)實驗室中現有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液,可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4;
(3)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分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中,收集產生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間.
實驗
混合溶液
ABCDEF
4mol/L  H2SO 4/mL30V1V2V3V4V5
飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620
H2O/mLV7V8V9V10100
①請完成此實驗設計,其中:V1=30,V6=10,V9=17.5;
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是當加入的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.

分析 (1)Zn為活潑金屬,可置換出硫酸銅中的Cu,與硫酸溶液共同構成原電池;
(2)所給四種溶液中,Zn只能置換出Ag;
(3)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;
②依據鋅置換銅與氫氣的先后順序以及生成的銅會附著在鋅表面上回答.

解答 解:(1)Zn和硫酸的反應中加入少量的CuSO4溶液,能置換出一定量Cu,在溶液中形成Cu-Zn原電池,從而加快化學反應速率,故答案為:CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn形成Cu-Zn原電池,加快了氫氣生成的速率;
(2)所給四種溶液中只Zn只能置換出Ag,即Ag2SO4與CuSO4溶液具有相似的作用,故答案為:Ag2SO4;
(3)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,V1=V5=30mL,那么總量為50ml,所以V1=30ml,V6=10ml,V7=20ml,V9=50ml-30mL-2.5mL=17.5mL,故答案為:30;10;17.5;
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,故答案為: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 本題主要考查影響化學反應速率的因素,并結合數據分析CuSO4溶液對化學反應速率的影響等.側重考查考生運用所學知識靈活作答,根據實驗分析問題的思維能力,題目難度不大.

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