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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...

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。

为了进一步研究硫酸铜的用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。(假设混合溶液总体积等于混合前各溶液的体积之和)

实验

混合溶液

A

B

C

D

E

F

4mol/LH2SO4/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

 

 

 

请回答下列问题:

①请完成此实验设计,其中:V3=___V8=___

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___

③实验A测得:收集到产生H2体积为112mL(标准状况下)时所需的时间为10分钟,求化学反应速率υ(H2SO4)=___(忽略反应前后溶液体积变化)。

 

30 19.5 当加入一定量的CuSO4后,生成的Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积,使得生成氢气的速率下降 0.01mol/(L·min) 【解析】 ①要研究硫酸铜的用量对氢气生成速率的影响,要保证其它条件相同,只改变硫酸铜的量,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,则V8=20mL-0.5mL=19.5mL,V3=30mL, 故答案为:30;19.5; ②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,降低了锌与溶液的接触面积,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降,故答案为:当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积; ③收集到产生H2体积为112mL(标准状况下)时所需的时间为10分钟, 解得:n(H2SO4)=0.005mol,υ(H2SO4)== =0.01mol/(L·min), 故答案为:0.01mol/(L·min)
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2)当量筒中收集到672mL(标准状况下)气体时,通过导线的电子的物质的量为__,此时a电极质量减少____g

3)如果将ab两电极的电极材料对调,U形管中将出现的现象是___

 

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化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值)

时间(min)

1

2

3

4

5

氢气体积(mL)(标准状况)

100

240

464

576

620

 

 

①哪一时间段反应速率最大___min(0~11~22~33~44~5),原因是____

②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率___(设溶液体积不变)

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①该反应的化学方程式是___

②该反应达到平衡状态的标志是___

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