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(qǐng)回答下列問(wèn)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(duì)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(guò)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(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，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(guò)一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因________________________________________________________

Answer 1

【答案】Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成銅鋅原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率 Ag2SO4 升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度（答案合理即可） 30 10 17.5 當(dāng)加入一定量的硫酸銅后，生成的單質(zhì)銅會(huì)沉積在鋅的表面，降低了鋅與溶液的接觸面積

【解析】

（1）在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。

（2）由于Zn與反應(yīng)生成的Cu及硫酸銅溶液組成了CuZn原電池，大大加快了生成氫氣的反應(yīng)速率。

（3）只要是比鋅的金屬性弱的金屬都可以與鋅組成原電池，都可以加快生成氫氣的反應(yīng)速率，故在所給的物質(zhì)中只有Ag2SO4符合題意。

（4）要加快生成氫氣的反應(yīng)速率，還可以采取如下措施：升高溫度、適當(dāng)增大硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等。

（5）①因?yàn)橐�研究硫酸銅的量對(duì)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實(shí)驗(yàn)中相同，則硫酸溶液的體積均取30 mL，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL，可以求得V6＝10 mL， V9＝17.5 mL。

②由于析出的銅的量較多，會(huì)覆蓋在鋅的表面，使得鋅與稀硫酸接觸面積大大減小，故反應(yīng)速率反而減慢。