Question

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         。

Answer

(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