Question

（14分）某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有           ；

（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是           ；

（3）实验室中现有、、、等4中溶液，可与实验中溶液起相似作用的是             ；

（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有                  （答两种）；

T2P1

T1P1

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：V₁=       ，V₆=       ，V₉=       ；

②实验E中的金属呈      色；

③该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因                 。

Answer

（1）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu     Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu /Zn微电池，加快了氢气产生的速率

（3）Ag2SO4

（4）升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等

（5）①30     10    17.5      ②暗红

③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积

【解析】（1）锌能把硫酸铜置换出铜，从而构成原电池，其中锌是负极，铜是正极，加快反应速率，所以上述实验中发生反应的化学方程式有Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 、

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

（2）见（1）

（3）银的金属性弱于锌的，所以和硫酸铜作用相似的是硫酸银。

（4）考查外界条件对反应速率的影响。除了可以通过原电池外，还可以通过改变浓度、温度，表面积等。即升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等

（5）①进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸的浓度应该是相同的，所以V1=30ml。根据硫酸铜溶液的体积变化特点可知，后面的一定是前面的2倍，所以V6=10ml。根据F实验可知，硫酸铜和水俄体积之和是20ml，所以V9=20ml－2.5ml＝17.5ml。

②金属的颜色是暗红色的。

③因为当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积，所以反应速率会降低。