Question

【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）。

Answer 1

【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）