Question

【題目】某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發現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）實驗室中現有、、、等4中溶液，可與實驗中溶液起相似作用的是______________________________________；

（4）要加快上述實驗中氣體產生的速率，還可采取的措旌有________（答兩種）；

（5）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，收集產生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

①請完成此實驗設計，其中：V1=______，V6=______，V9=______；

②該同學最后得出的結論為：當加入少量溶液時，生成氫氣的速率會大大提高。但當加入的溶液超過一定量時，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】Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn形成銅鋅原電池，加快了氫氣產生的速率 Ag2SO4 升高反應溫度、適當增加硫酸的濃度（答案合理即可） 30 10 17.5 當加入一定量的硫酸銅后，生成的單質銅會沉積在鋅的表面，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生了兩個反應：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。

（2）由于Zn與反應生成的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速率，故在所給的物質中只有Ag2SO4符合題意。

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

（5）①因為要研究硫酸銅的量對反應速率的影響，故應保持硫酸的濃度在各組實驗中相同，則硫酸溶液的體積均取30 mL，根據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，故反應速率反而減慢。