题目内容

26.(10分)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)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。

混合液

A

B

C

D

E

F

4mol·L-1H2SO4/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

①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= 。

②反应一段时间后,实验E中的金属呈 色。

③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 。

(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2­

(2)CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成微电池,加快了氢气产生的速度

(3) ①V1=30;V6=10;V9=17.5

②红色(紫红色)

③当加入一定量的CuSO4后,生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面

【解析】

试题分析:(1)Cu2+的氧化性比H+的强,所以加入硫酸铜,Zn先跟硫酸铜反应,反应完后再与酸反应,反应的有关方程式为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;(3)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V2=10ml,V3=17.5ml,V1=30ml;A中Zn反应较慢,看到金属呈灰黑色,而E中置换出大量的Cu,看到金属呈红色;溶液中有适量Cu可以加快反应速率,Cu若过多会覆盖在Zn表面,反而影响产生H2的速率。

考点:原电池、化学反应速率的影响因素

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