Question

某同学在锌与稀硫酸制取氢气的实验中，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离子方程式有________________________ 、 ________________________

(2)下图表示一定量的锌与足量的稀硫酸反应生成氢气的关系，若在反应液中加入少量硫酸铜固体，请在下图中用虚线表示这一关系。____________________

(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，将表中的混合溶液分别加入到六个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生氢气，记录获得相同体积的氢气所需的时间。

请完成此实验设计，其中：V₂=_______ ，V₆=_____________，V₈=______________

该同学最后得出的结论为：当加入少量硫酸铜溶液时生成氢气的速率会大大提高，但当加入的硫酸铜溶液超过一定量时，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

Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+Cu2+=Zn2++Cu 50 40 45 加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，减小了锌与硫酸溶液的接触面积

【解析】

锌与硫酸铜溶液反应生成铜单质，在稀硫酸中，锌与铜形成了原电池，加快了反应速率。

(1) 锌与硫酸铜溶液反应生成铜单质，在稀硫酸中，锌与铜形成了原电池，所以发生反应的离子方程式有Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu；

(2) 锌与硫酸铜溶液反应消耗了锌，产生的氢气总体积减少，锌与铜在稀硫酸中形成了原电池，产生氢气的速率加快，所以图像为；

(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则六组实验中硫酸的物质的量及物质的量浓度都应该保持相同，所以V1、V2、V3、V4、V5都应该是50，根据F，溶液的总体积应该是100，所以V6=100-50-10=40，V8=100-50-5=45；

当硫酸铜溶液超过一定量时，会生成较多的铜，覆盖在锌表面，减小了锌与硫酸溶液的接触面积，所以氢气生成速率下降，即氢气生成速率下降的主要原因：加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，减小了锌与硫酸溶液的接触面积。