题目内容

12．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）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn原电池，加快了氢气生成的速率
（2）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4；
（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．
实验
混合溶液		ABCDEF
4mol/L  H2SO 4/mL30V1V2V3V4V5
饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620
H2O/mLV7V8V9V10100
①请完成此实验设计，其中：V1=30，V6=10，V9=17.5；
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是当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积．

分析 （1）Zn为活泼金属，可置换出硫酸铜中的Cu，与硫酸溶液共同构成原电池；
（2）所给四种溶液中，Zn只能置换出Ag；
（3）①要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同；
②依据锌置换铜与氢气的先后顺序以及生成的铜会附着在锌表面上回答．

解答 解：（1）Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu-Zn原电池，从而加快化学反应速率，故答案为：CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn原电池，加快了氢气生成的速率；
（2）所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag，即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用，故答案为：Ag2SO4；
（3）①要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么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，V1=V5=30mL，那么总量为50ml，所以V1=30ml，V6=10ml，V7=20ml，V9=50ml-30mL-2.5mL=17.5mL，故答案为：30；10；17.5；
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，会阻碍锌片与硫酸继续反应，氢气生成速率下降，故答案为：当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积．

点评 本题主要考查影响化学反应速率的因素，并结合数据分析CuSO4溶液对化学反应速率的影响等．侧重考查考生运用所学知识灵活作答，根据实验分析问题的思维能力，题目难度不大．

练习册系列答案
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