Question

Ⅰ.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离子方程式有                   ；

（2）实验室中现有Na₂SO₄、MgSO₄、FeSO₄、K₂SO₄等4种溶液，可与实验中CuSO₄溶液起相似作用的是       ；

（3）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完成此实验设计，其中：V₁=        ，V₆=           ，V₉=          。

②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO₄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               。

Ⅱ.某兴趣组进行下列实验测定某稀硫酸的质量分数，选用酚酞做指示剂。

操作①：取5.00 mL稀H₂SO₄溶液(密度为1.00 g/mL)置于锥形瓶中加水稀释；

操作②：用0.1000 mol/LKOH标准溶液滴定；

操作③：用同样方法滴定，4次消耗KOH溶液的体积分别为20.00 mL、19.98 mL、20.02 mL、20.40 mL。

请回答下列问题：

（4）如何判定滴定终点：____________________。

（5）在上述实验中，下列操作会造成测定结果偏高的有________(填序号)。

A．锥形瓶用待测液润洗

B．量取稀H₂SO₄溶液的滴定管用蒸馏水洗净，未用稀H₂SO₄溶液润洗

C．滴定速度过快，又未摇匀，停止滴定后发现红色褪去

D．滴定前读数时平视，滴定终点读数时仰视

（6）分析数据，计算稀H₂SO₄溶液中溶质的质量分数为_________(保留三位有效数字)。

Answer

（1）Zn+Cu2+＝Zn2++Cu Zn+2H+＝Zn2++H2­↑（2）FeSO4 （3）①V1=30；V6=10；V9=17.5②加入一定量的CuSO4后，生成的铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面积（4）当滴入最后一滴KOH标准溶液后，溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不再恢复原来的颜色（5）AD （6）1.96%

【解析】

试题分析：（1）因为Cu2+的氧化性比H+的强，所以加入硫酸铜，Zn先跟硫酸铜反应，之后再与硫酸反应，有关离子方程式为：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu ，Zn+2H+＝Zn2++H2↑。

（2）Na2SO4、MgSO4、FeSO4、K2SO4等4种溶液，能与锌发生置换反应且能形成原电池反应的只有FeSO4。

（3）①该实验研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，那么除了硫酸铜物质的量不同以外，要保证其它条件相同，即每组硫酸的体积要保持相同，硫酸铜溶液和水的总体积也应相同，所以V1=30，V6=10，V9=17.5；

②生成氢气的速率会下降的原因是：加入一定量的CuSO4后，生成的铜会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液接触的表面积。

（4）酚酞遇酸呈无色，遇碱变红色，所以当滴入最后一滴KOH标准溶液后，溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不再恢复原来的颜色，说明到达了滴定终点。

（5）A、锥形瓶用待测液润洗，导致待测液的物质的量偏大，则消耗的标准液偏大，造成测定结果偏大，A正确；B、量取稀H2SO4溶液的滴定管未用稀H2SO4溶液润洗，导致稀硫酸的物质的量偏小，消耗的氢氧化钾的体积偏小，造成测定结果偏小，B错误；C、因现象叙述不明，无法判断测定结果，C错误；D、滴定前读数时平视，滴定终点读数时仰视，导致所读体积偏大，则测定结果偏大，D正确；答案选AD。

（6）第四次体积误差较大，应舍去，平均体积为=20.00mL，设硫酸的物质的量浓度为c，则2×5.00c=20.00×0.1000mol/L，c=0.2000mol/L，由c=得=1.96%。

【考点定位】本题主要是考查影响化学反应速率的因素，酸碱中和滴定及误差分析，物质的量浓度与质量分数的关系应用。

【名师点晴】该题考查的知识点较多，综合性强，属于中等难度试题。难点是外界条件对反应速率影响实验设计以及中和滴定实验误差分析。设计实验时注意控制变量法的应用，中和滴定误差分析的总依据为：由C测==C标V标/V测 由于C标、V待均为定植，所以C测的大小取决于V标的大小，即V标：偏大或偏小，则C测偏大或偏小，解答时注意灵活应用。本题的另一个易错点是数据处理，注意数据的合理性，抛弃误差较大的数据，最后取平均值。