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关键字: | 时间:2025-11-06 03:59 | 人浏览

【答案】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:

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。

请完成此实验设计,其中:V1=___________,V6=___________,V9=___________;

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;

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___________。

【答案】

(1)CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑(各1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(2分)

(3)Ag2SO4(2分)

(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种即可)(2分)

(5)①301017.5(各1分)②灰黑暗红(各1分)

③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与溶液的接触面积(2分)

【解析】

(1)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,CuSO4与Zn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,有关反应的方程式为CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。

(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;

(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液中,能与锌发生置换反应且能形成原电池反应的只有Ag2SO4。

(4)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等,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、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等。

(5)①要研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,必须做对比实验,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V1=30mL,V6=10mL,V9=17.5mL。

②反应一段时间后,实验A中锌只与稀硫酸反应,则金属呈灰黑色,实验E中有铜生成,则金属呈暗红色;

③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,则加入的CuSO4较多时,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,导致氢气的生成速率下降。

答案有错

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