Question

【题目】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）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________；

（4）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）；

（5）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
4 mol·L－1 H2SO4/mL	40	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A中的金属呈________色，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___________。

Answer 1

【答案】 CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn可形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率 Ag2SO4 升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等（答两种即可） 40 10 17.5 灰黑 暗红 当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积

【解析】本题主要考查对于“硫酸铜的量对氢气生成速率的影响”探究实验的评价。

（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可形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率；

（3）可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是可与Zn发生置换反应的Ag2SO4；

（4）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、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等；

（5）①研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，就要控制其它条件相同，所以加入的硫酸都是40mL，V1＝V2=V3=V4=V5=40，混合溶液的体积都是60mL，所以V6＝10，V9＝17.5。

②反应一段时间后，实验A中的金属呈灰黑色，实验E中的金属呈暗红色；

③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Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积。