Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)們?cè)谧鲣\與硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，無(wú)意中滴入幾滴硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)鋅粒表面產(chǎn)生的氣泡速度明顯加快，且表面附著有紅色物質(zhì)。該現(xiàn)象引起了同學(xué)們的興趣。

小明同學(xué)提出猜測(cè)：硫酸銅溶液可能是該反應(yīng)的催化劑。其他同學(xué)不同意他的猜測(cè)，原因是______。

（提出問(wèn)題）硫酸銅溶液的體積對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率有影響嗎？

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）室溫下，興趣小組的同學(xué)們將過(guò)量且表面積相同的鋅粒，分別加入到5份10mL10%的稀硫酸中，并在每份中加入不同體積的3%的硫酸銅溶液和水，記錄獲得相同體積的氫氣所需的時(shí)間，從而確定產(chǎn)生氣體的速率。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3	4	5
稀硫酸體積（mL）	10	10	10	10	10
硫酸銅溶液（mL）	0	2	V	7	10
水（mL）	10	8	5	3	0
收集10mL氫氣所需時(shí)間（s）	26	20	14	10	31

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論與反思）

（1）上表中V=______，實(shí)驗(yàn)中加入水的目的是______。

（2）由實(shí)驗(yàn)可知，硫酸銅溶液對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的影響規(guī)律是______。

（3）寫(xiě)出鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。

（4）除了測(cè)量收集等體積氫氣所需的時(shí)間外，還可以通過(guò)測(cè)量______的方法比較鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。

（繼續(xù)探究）小明認(rèn)為是硫酸銅溶液中的某些粒子影響了鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。

（提出猜想）猜想一：銅離子影響了鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。

猜想二：______影響了鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。

猜想三：______影響了鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）針對(duì)猜想一，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
_______	________

Answer 1

【答案】硫酸銅和鋅發(fā)生了反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變 5 保證每組反應(yīng)中溶液體積相同 隨著硫酸銅溶液體積的增加，產(chǎn)生氫氣的速率先加快后明顯減慢 相同時(shí)間收集的氣體體積 硫酸根離子 水分子 向裝有完全相同的鋅粒的兩支試管中中分別加入10mL10%的稀硫酸，再分別加入等體積、等濃度的硫酸銅溶液和稀硫酸溶液，記錄獲得相同體積的氫氣所需的時(shí)間 加入硫酸銅溶液的試管中收集相同體積的氫氣所需的時(shí)間較短。

【解析】

因?yàn)殇\表面附著有紅色固體，說(shuō)明鋅和硫酸銅發(fā)生了置換反應(yīng)生成了銅，反應(yīng)前后，硫酸銅的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變，故硫酸銅不是催化劑；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論與反思：

（1）要對(duì)比試驗(yàn)效果，除了反應(yīng)物質(zhì)的量不一樣以外，要保證其它條件相同，探究硫酸銅量的影響，每組稀硫酸的量要保持相同，六組反應(yīng)的總體積也應(yīng)該相同，而硫酸銅溶液和水的總量應(yīng)相同，第1組中硫酸銅0mL，水為10，那么總量為10mL，則V=10mL-5mL=5mL．故答案為：5；保證每組反應(yīng)中溶液體積相同。

（2）由表中數(shù)據(jù)變化規(guī)律可知，隨著硫酸銅溶液體積的增加，產(chǎn)生氫氣的速率先加快后明顯減慢。故答案為：隨著硫酸銅溶液體積的增加，產(chǎn)生氫氣的速率先加快后明顯減慢。

（3）鋅與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，故答案為：；

（4）通過(guò)測(cè)量相同時(shí)間收集的氣體體積的方法也可比較鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。故答案為：相同時(shí)間收集的氣體體積。

提出猜想：

因?yàn)榱蛩徙~溶液中含有銅離子、硫酸根離子和水分子，因此硫酸根離子和水分子也可能影響鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的速率。故答案為：硫酸根離子；水分子；

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。故答案為：實(shí)驗(yàn)操作：向裝有完全相同的鋅粒的兩支試管中中分別加入10mL10%的稀硫酸，再分別加入等體積、等濃度的硫酸銅溶液和稀硫酸溶液，記錄獲得相同體積的氫氣所需的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：加入硫酸銅溶液的試管中收集相同體積的氫氣所需的時(shí)間較短。