Question

20．某学习小组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量对氢气生成速率的影响，该小组同学开始了实验探究．
（1）实验方案：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的锥形瓶中，收集产生的气体．记录单位时间氢气产生的体积．

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

其中：V₁=30，V₆=10，V₉=17.5；
（2）实验装置：甲同学拟选用下列实验装置完成实验：

①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接E接D接G（填接口字母，可不填满．）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸就不能顺利滴入锥形瓶．请你帮助分析原因．
③实验最后，在读取测量实验中生成氢气的总体积时，你认为合理的是．
A．待实验装置冷却后再读数
B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平
C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平
D．视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
（3）问题讨论：实验室中现有Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4种溶液，可与实验中CuSO₄溶液起相似作用的是Ag₂SO₄；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（答两种）．

Answer 1

分析 （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）①装置的组装顺序：用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部；
②锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大；
③反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；
（3）Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4种溶液中，能与锌发生置换反应且能形成原电池反应的只有Ag₂SO₄；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．

解答 解：（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）①装置的组装顺序：用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：（A）接（E），（D）接（G）；
故答案为：E、D、G；
②锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大，导致硫酸不能顺利滴入锥形瓶；
故答案为：锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大；
③反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；
故答案为：ACD；
（3）Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4种溶液中，能与锌发生置换反应且能形成原电池反应的只有Ag₂SO₄；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：Ag₂SO₄；升高反应温度；适当增加硫酸的浓度．

点评 主要考查化学反应速率实验、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．