题目内容

16.某同学在用稀硫酸与锌粒(黄豆粒大小)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CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)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;
(3)要加快上述实验中气体产生氢气的速率,还可采取的措施有增加锌的表面积、升高温度或适当增大硫酸的浓度等(列举两种措施).
(4)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与溶液的接触面积.

分析 (1)Zn为活泼金属,可置换出Zn和氢气;
(2)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,原电池反应比化学反应速率快;
(3)从影响反应速率的因素分析;
(4)生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应;

解答 解:(1)Zn比Cu活泼,可置换出Cu,反应的方程式为CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu,Zn为活泼金属,可置换出氢气,反应的方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,
故答案为:CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑; 
(2)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,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;
(3)为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑,
故答案为:增加锌的表面积、升高温度或适当增大硫酸的浓度等(答一种即可);
(4)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.

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