题目内容
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)上述实验中发生反应的化学方程式有 ;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ;
(3)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有(答两种) ; ;
(4)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的实验.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.
①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V7= ,V10= ;
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.下列请分析氢气生成速率下降的主要原因的分析正确的是: (填对应字母)
A.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.
B.当加入的CuSO4溶液超过一定量时,降低了溶液中氢离子的浓度.
C.反应吸热,使体系的温度降低
D.压强变小,速率减慢.
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是
(3)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有(答两种)
(4)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的实验.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 |
A | B | C | D | E | F |
| 4mol?L-1H2SO4溶液/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 |
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.下列请分析氢气生成速率下降的主要原因的分析正确的是:
A.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.
B.当加入的CuSO4溶液超过一定量时,降低了溶液中氢离子的浓度.
C.反应吸热,使体系的温度降低
D.压强变小,速率减慢.
考点:探究影响化学反应速率的因素
专题:化学反应速率专题
分析:(1)锌为活泼金属,加入硫酸铜发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜;
(2)Cu、Zn、硫酸形成原电池反应,会使得化学反应速率加快;
(3)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等;
(4)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)Cu、Zn、硫酸形成原电池反应,会使得化学反应速率加快;
(3)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等;
(4)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.
解答:
解:(1)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,此外金属锌会和硫酸之间发生反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,
故答案为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学反应速率加快,
故答案为:CuSO4 与Zn反应产生的 Cu 与Zn形成铜锌原电池,加快了氢气产生的速率;
(3)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等,要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等,
故答案为:升高反应温度;适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等;
(4)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,那么总量为20ml,所以V1=30ml,V6=10ml,V7=20ml,V10=15ml;
故答案为:30;10;20;15;
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.
故选A.
故答案为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学反应速率加快,
故答案为:CuSO4 与Zn反应产生的 Cu 与Zn形成铜锌原电池,加快了氢气产生的速率;
(3)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等,要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等,
故答案为:升高反应温度;适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等;
(4)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,那么总量为20ml,所以V1=30ml,V6=10ml,V7=20ml,V10=15ml;
故答案为:30;10;20;15;
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.
故选A.
点评:本题考查了影响化学反应速率的因素,并且融合了化学实验,形式新颖灵活,本题的易错点在于第(4)小题,首先V1、V6、V10、V7的求得要注意分析表中数据;最后一问应该能够想到“覆盖”的问题,题目难度中等.
练习册系列答案
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下列各电离方程式中,书写正确的是( )
| A、H2S?2H++S2- |
| B、KHSO4?K++H++SO42- |
| C、Al(OH)3═Al3++3OH- |
| D、NaH2PO4═Na++H2PO4- |