Question

（共11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	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）CuSO4＋Zn＝ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （2分）

（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率（1分）

（3）Ag2SO4（1分）（4）升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(2分)

（5）① 30 、 10 、 17.5 （各1分）

②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，且H2SO4溶液的浓度变得较小（2分）

【解析】

试题分析：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）锌与稀硫酸反应的化学方程式为Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。另外锌也与硫酸铜发生反应，方程式为CuSO4＋Zn＝ZnSO4＋Cu；

（2）由于CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu－Zn微电池，因此加快了氢气产生的速率；

（3）锌的金属性强于银，因此还可以用硫酸银代替硫酸铜。

（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为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸的浓度应该是相同的，因此最终溶液的体积必需相等，根据表中数据可知总体积是50ml，则V1==30，V6==50—10—30＝10，V9==50—30—2.5＝17.5。

②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，且H2SO4溶液的浓度变得较小，因此反应速率会减小。

考点：考查外界条件对反应速率的影响及实验设计与探究