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(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、HgSO4、K2SO4等4種溶液，可與實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是__________；

（3）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(jì)了如下一系列實(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
4mol·L-1H2SO4溶液/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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1=______mL，V9=_____mL；

②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溶液超過一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)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)生成的Cu與Zn形成Cu/Zn原電池，加快反應(yīng)；

（2）HgSO4；（3）①30，17.5；②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與溶液的接觸面積。

【解析】

試題分析：（1）硫酸銅溶液加快氫氣生成的速率的原因置換出的銅與鋅在硫酸中構(gòu)成原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，故使反應(yīng)速率大大加快；（2） Na2SO4、MgSO4、HgSO4、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HgSO4；（3） ①要對比試驗(yàn)效果，那么除了反應(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 ；V9=20ml-2.5mL=17.5mL；②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溶液超過一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降，主要原因是當(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與溶液的接觸面積，使反應(yīng)速率大大降低。