Question

（14分）

    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）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、、、等4中溶液，可與實(shí)驗(yàn)中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，還可采取的措旌有        （答兩種）；

（5）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。

①請完成此實(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)加入少量溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的溶液超過一定量時(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

（14分）

（1） 

（2）與反應(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

（3）

（4）升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增大鋅粒的比表面積等（答兩種即可）

（5）①30    10     17.5

   ②灰黑    暗紅

   ③當(dāng)加入一定量的后，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:本題主要考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析CuSO₄溶液對化學(xué)反應(yīng)速率的影響等。側(cè)重考查考生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)靈活作答，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析問題的思維能力。Zn和硫酸的反應(yīng)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，而加快化學(xué)反應(yīng)速率。（3）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。（4）為加快Zn和硫酸的反應(yīng)速率可從升溫、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增大鋅的比表面積等角度考慮。（5）實(shí)驗(yàn)中Zn過量，為了測定產(chǎn)生氫氣快慢和所需時(shí)間，需加入等量硫酸（均為30mL），即V₁=30，還要保證CuSO₄溶液和水的體積恒定下反應(yīng)，根據(jù)CuSO₄溶液和水的總體積為20mL，求得V₆=10mL，V₉=17.5mL。A中Zn反應(yīng)較慢，看到金屬呈灰黑色，而E中置換出大量Cu，看到金屬呈暗紅色。溶液中有適量Cu可以加快反應(yīng)速率，Cu若過多會(huì)覆蓋在Zn表面，反而影響產(chǎn)生H₂的速率。

思維拓展：本實(shí)驗(yàn)中為了探究CuSO₄的量對產(chǎn)生氫氣的影響，需保證實(shí)驗(yàn)在同一條件下進(jìn)行，即硫酸的濃度恒定，溶液的體積恒定，只改變CuSO₄溶液的加入量，即可確定CuSO₄的量對產(chǎn)生氫氣的影響。