Question

(12分)某同學(xué)為了探究鋅與硫酸反應(yīng)過程中的速率變化，他在100mL稀硫酸中加入足量的鋅粉，標況下用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實驗記錄如下(累計值)：

時間(min)	1	2	3	4	5
氫氣體積(mL)(標準狀況)	50	120	232	290	310

(1)哪一時間段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min)反應(yīng)速率最大______________，原因是______________________________________________。

(2)哪一時間段的反應(yīng)速率最小________________，原因是___________________。

(3)求2～3分鐘時間段以硫酸的濃度變化來表示的該反應(yīng)速率(設(shè)溶液體積不變，要寫出計算過程)______________________________________________________。

 (4)該同學(xué)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上述實驗中涉及到的離子反應(yīng)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實驗室中現(xiàn)有Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4種溶液，可與實驗中CuSO₄  溶液起相似作用的是                   ；

④該同學(xué)通過實驗進一步研究了硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響。該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO₄溶液時，生成氫氣的速率會大大提高。但當(dāng)加入的CuSO₄溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因

                                            。

 

Answer 1

【答案】

(1) 2～3min（1分），溫度對反應(yīng)速率影響占主導(dǎo)作用（1分）。

(2) 4～5min（1分），濃度對反應(yīng)速率影響占主導(dǎo)作用（1分）。

(3) 2～3min產(chǎn)生的V(H₂)= 232 mL -120mL=112 mL=0.112L

         n(H₂)=  =0.005mol

H₂SO₄    ~       H₂↑

                   1               1  

              n(H₂SO₄)            0.005mol

所以n(H₂SO₄) =0.005mol

因此硫酸的反應(yīng)速率為=0.05 mol/（L•min）（2分）

(4)①Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu（1分）；Zn+2H⁺=Zn²⁺+H2↑（1分）

②  CuSO₄與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成原電池加快了氫氣產(chǎn)生的速率。（1分）；

③  Ag₂SO₄ （1分）；

④加入一定量的 CuSO4后，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（2分）。

【解析】（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min內(nèi)收集到的氫氣分別是（ml）50、70、112、58、20。所以2～3min內(nèi)反應(yīng)速率最大，這是由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度對反應(yīng)速率的影響超過了濃度對反應(yīng)速率的影響。

（2）4～5min內(nèi)收集到的氣體最少，所以反應(yīng)速率最小。這是由于隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物

的濃度減小，此時濃度對反應(yīng)速率的影響超過了溫度對反應(yīng)速率的影響。

（3）略

（4）加入硫酸銅后，新可以置換出銅，從而構(gòu)成銅鋅原電池，鋅作負極，加快反應(yīng)速率。有

關(guān)離子方程式為Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu（、Zn+2H⁺=Zn²⁺+H2↑。由于銀的金屬性也弱于鋅的，所

以也能和鋅構(gòu)成原電池，因此與硫酸銅相似的是硫酸銀。如果硫酸銅太多，則生成的單質(zhì)Cu

會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積，從而降低反應(yīng)速率。