Question

某同學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）上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有

 

；
（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是

 

；
（3）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）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列的實驗．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
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請完成此實驗設計，其中：V₁=

 

，V₆=

 

，V₇=

 

，V₁₀=

 

；
②該同學最后得出的結論為：當加入少量CuSO₄溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO₄溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降．下列請分析氫氣生成速率下降的主要原因的分析正確的是：

 

（填對應字母）
A．當加入的CuSO₄溶液超過一定量時，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．
B．當加入的CuSO₄溶液超過一定量時，降低了溶液中氫離子的濃度．
C．反應吸熱，使體系的溫度降低
D．壓強變小，速率減慢．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素

專題：化學反應速率專題

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；
（2）Cu、Zn、硫酸形成原電池反應，會使得化學反應速率加快；
（3）對于溶液中的化學反應，影響反應速率的因素還有濃度、溫度、催化劑以及固體表面積大小等；
（4）要對比試驗效果，那么除了反應的物質(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，六組反應的總體積也應該相同．

解答： 解：（1）鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發(fā)生Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，此外金屬鋅會和硫酸之間發(fā)生反應Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發(fā)生Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，置換出銅，與鋅形成原電池反應，化學反應速率加快，
故答案為：CuSO₄ 與Zn反應產(chǎn)生的 Cu 與Zn形成銅鋅原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率；
（3）對于溶液中的化學反應，影響反應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溫度、適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等，
故答案為：升高反應溫度；適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等；
（4）①要對比試驗效果，那么除了反應的物質(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，六組反應的總體積也應該相同，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，V₇=20ml，V₁₀=15ml；
故答案為：30；10；20；15；
②因為鋅會先與硫酸銅反應，直至硫酸銅反應完才與硫酸反應生成氫氣，硫酸銅量較多時，反應時間較長，而且生成的銅會附著在鋅片上，會阻礙鋅片與硫酸繼續(xù)反應，氫氣生成速率下降．
故選A．

點評：本題考查了影響化學反應速率的因素，并且融合了化學實驗，形式新穎靈活，本題的易錯點在于第（4）小題，首先V₁、V₆、V₁₀、V₇的求得要注意分析表中數(shù)據(jù)；最后一問應該能夠想到“覆蓋”的問題，題目難度中等．