题目内容
【题目】已知锌与硫酸可以发生反应生成硫酸锌和氢气。某研究性学习小组在探究“影响锌与硫酸反应快慢的因素”时，发现一个意外现象：硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率更快。
（查阅资料）①锌与硫酸反应的符号表达式Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
②锌与硫酸铜溶液反应的符号表达式Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
③硫酸溶液中含有H+、硫酸根离子（用化学用语表示_____________）；硫酸铜溶液中含有Cu2+、硫酸根离子；硫酸锌溶液中含有Zn2+、硫酸根离子。
（提出问题）是什么离子导致产生氢气的速率加快？
（猜想假设）甲同学：可能与铜离子有关；
乙同学：可能与硫酸根离子有关；
丙同学认为乙的猜想不科学，理由是_________。
（实验验证）写出仪器①的名称__________。用A、B两组仪器进行实验：
步骤一：检查装置气密性。连接AB，用拇指堵住导管口，从长颈漏斗加水至一定高度，静置，观察到_______，即为气密性良好。
步骤二：量取2份质量分数为20%的稀硫酸各20mL，第一份加入质量分数为10%的硫酸铜溶液1mL，第二份加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL。称取2份形状相同锌粒各1g，分别与以上溶液反应。反应装置如图A所示。用此装置实验时，长颈漏斗下端要插入液面以下，目的是__________。
步骤三：用B收集气体，分别记录收集一瓶气体（集气瓶规格均为125mL）所需的时间（如下表），什么时间开始收集气体？__________。（填“气泡连续均匀”或“刚有气泡”）
编号 | 20%的稀硫酸各20mL | 锌粒 | 收集1瓶氢气所需的时间 |
① | 加入质量分数为10%的硫酸铜溶液1mL | 1g | 2分10秒 |
② | 加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL | 1g | 3分01秒 |
（得出结论）硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快与__________有关。实验②中加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1mL的作用是__________。
（反思质疑）丁同学认为：锌与混有硫酸铜的硫酸溶液反应时，产生氢气的速率较快可能与铜单质有关，他质疑的理由是__________。
（继续探究）请你设计一个实验方案验证丁同学的观点是否正确。
编号 | 实验步骤 | 实验现象比较 | 实验结论 |
① | 取1g锌粒于锥形瓶中， 加入20mL 20%的稀硫酸 | __________ | 产生氢气的速率较快与铜单质有关 |
② | __________ |
【答案】SO42- 硫酸溶液中本身含有硫酸根离子 水槽； 步骤一：液面不下降 步骤二：保证气体不从漏斗处逸出， 步骤三：刚有气泡 铜离子 加入的硫酸铜溶液对硫酸浓度会产生影响，加入等量的硫酸锌溶液是为了控制硫酸浓度变化对实验数据产生干扰（答到对比实验或控制具体变量均给分） 锌会与硫酸铜反应生成铜单质 取1g锌粒于锥形瓶，加入少量铜，再加入20mL 20%的稀硫酸 实验现象比较：②中反应速率比①快
【解析】
查阅资料：
硫酸根离子的符号为SO42-；
猜想假设：
丙同学认为乙的猜想不科学，理由是硫酸溶液中本身含有硫酸根离子；
实验验证：
仪器①的名称是水槽。用A、B两组仪器进行实验：
步骤一：检查图A所示装置气密性，采用的方法是：连接AB，用拇指堵住导管口，从长颈漏斗加水至一定高度，静置，观察液面不下降，即为气密性良好；
步骤二：长颈漏斗下端要插入液面以下，形成液封，目的是保证气体不从漏斗处逸出；
实验三：用B收集气体，分别记录收集一瓶气体（集气瓶规格均为125ml）所需的时间（如表），等到刚有气泡时立刻收集；
得出结论：
根据实验现象可知，混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快，硫酸铜溶液中存在硫酸根离子和铜离子，所以硫酸中混有硫酸铜溶液时，产生氢气的速率加快与铜离子有关；实验②中加入质量分数为10%的硫酸锌溶液1ml的作用是加入的硫酸铜溶液对硫酸浓度会产生影响，加入等量的硫酸锌溶液是为了控制硫酸浓度变化对实验数据产生干扰（或对比实验或控制具体变量）；
反思质疑：
锌与混有硫酸铜的硫酸溶液反应时，产生氢气的速率较快可能与铜单质有关，他质疑的理由是在金属活动性顺序中，锌排在铜的前面，锌会与硫酸铜反应生成铜单质；
继续探究：
为验证铜单质对产生氢气的速率的影响，可采用对比实验的方法，设计实验如下：取1g锌粒于锥形瓶中，加入20ml20%的稀硫酸，再取1g锌粒于锥形瓶，加入少量铜，再加入20mL 20%的稀硫酸，②中反应速率比①快，产生氢气的速率较快与铜单质有关。
