Question

（14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）实验室中现有、、、等4中溶液，可与实验中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，还可采取的措旌有         （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=       ，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：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，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           。

Answer

（14分）

（1） 

（2）与反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn原电池，加快了氢气产生的速率

（3）

（4）升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增大锌粒的比表面积等（答两种即可）

（5）①30     10     17.5

   ②灰黑    暗红

   ③当加入一定量的后，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

【解析】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。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。（3）所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag，即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用。（4）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。（5）实验中Zn过量，为了测定产生氢气快慢和所需时间，需加入等量硫酸（均为30mL），即V1=30，还要保证CuSO4溶液和水的体积恒定下反应，根据CuSO4溶液和水的总体积为20mL，求得V6=10mL，V9=17.5mL。A中Zn反应较慢，看到金属呈灰黑色，而E中置换出大量Cu，看到金属呈暗红色。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。

思维拓展：本实验中为了探究CuSO4的量对产生氢气的影响，需保证实验在同一条件下进行，即硫酸的浓度恒定，溶液的体积恒定，只改变CuSO4溶液的加入量，即可确定CuSO4的量对产生氢气的影响。