题目内容
【题目】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。
为了进一步研究硫酸铜的用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。(假设混合溶液总体积等于混合前各溶液的体积之和)
实验 混合溶液 | A | B | C | D | E | F |
4mol/LH2SO4/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
H2O/mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
请回答下列问题:
①请完成此实验设计,其中:V3=___,V8=___;
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___。
③实验A测得:收集到产生H2体积为112mL(标准状况下)时所需的时间为10分钟,求化学反应速率υ(H2SO4)=___(忽略反应前后溶液体积变化)。
【答案】30 19.5 当加入一定量的CuSO4后,生成的Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积,使得生成氢气的速率下降 0.01mol/(L·min)
【解析】
①要研究硫酸铜的用量对氢气生成速率的影响,要保证其它条件相同,只改变硫酸铜的量,每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,A组中硫酸为30mL,那么其它组硫酸量也都为30mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20mL,水为0,那么总量为20mL,则V8=20mL-0.5mL=19.5mL,V3=30mL,
故答案为:30;19.5;
②因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,降低了锌与溶液的接触面积,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降,故答案为:当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积;
③收集到产生H2体积为112mL(标准状况下)时所需的时间为10分钟,
解得:n(H2SO4)=0.005mol,υ(H2SO4)==
=0.01mol/(L·min),
故答案为:0.01mol/(L·min)
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【题目】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL)(标准状况) | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
①哪一时间段反应速率最大___min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5),原因是____。
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率___(设溶液体积不变)。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是(________)
A.蒸馏水
B.KCl溶液
C.KNO3溶液
D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是___。
②该反应达到平衡状态的标志是___。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为3:1
C.容器内气体压强保持不变
D.生成1molY的同时生成2molZ
③2min内X的转化率为___。
【题目】如图所示装置中观察到电流计指针偏转,M棒变粗、N棒变细,以此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是
选项 | M | N | P |
A | 锌 | 铜 | 稀硫酸溶液 |
B | 铜 | 铁 | 稀盐酸溶液 |
C | 银 | 锌 | 硝酸银溶液 |
D | 锌 | 铁 | 硝酸铁溶液 |
A.AB.BC.CD.D