Question

【題目】某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，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_______________________。

（2）實驗室中現(xiàn)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____________。

（3）要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_____________________(答兩種)。

（4）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)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(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間。

實驗 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4 mol·L－1 H2SO4/mL	30	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請完成此實驗設(shè)計，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝______；

②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高。但當(dāng)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：________。

Answer 1

【答案】（1）CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成Cu—Zn原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率

（2）Ag2SO4 （3）升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等

（4）①30 10 17.5②加入的CuSO4較多時，生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積

【解析】

試題分析：（1）鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發(fā)生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置換出銅，CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成Cu—Zn原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率。

（2）Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液中，能與鋅發(fā)生置換反應(yīng)且能形成原電池反應(yīng)的只有Ag2SO4。

（3）對于溶液中的化學(xué)反應(yīng)，影響反應(yīng)速率的因素還有濃度、溫度、催化劑以及固體表面積大小等，要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等。

（4）①要研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，必須做對比實驗，除了反應(yīng)的物質(zhì)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(yīng)的總體積也應(yīng)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(yīng)相同，F(xiàn)組中硫酸銅20ml，水為0，那么總量為20ml，所以V1=30mL，V6=10mL，V9=17.5mL。

②因為鋅會先與硫酸銅反應(yīng)，直至硫酸銅反應(yīng)完才與硫酸反應(yīng)生成氫氣，則加入的CuSO4較多時，生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積，導(dǎo)致氫氣的生成速率下降。