Question

某同學(xué)在用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣生成的速率．請回答下列問題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式有

 

（2）硫酸銅溶液加快氫氣生成的速率的原因

 

（3）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有Na₂SO₄、MgSO₄、HgSO₄、K₂SO₄等四種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO₄溶液起相似作用的是

 

（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體生成的速率，還可以采取的措施有

 

（5）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量和硫酸的濃度對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)如下一系列實(shí)驗(yàn)．將表中混合溶液分別加到6個(gè)盛有過量鋅粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間．

混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/L H2SO4/mL	30	V1	30	30	30	30
飽和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V2	20
H2O/mL	20	19.5	V3	15	10	0

請完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V₁=

 

，V₂=

 

，V₃=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,反應(yīng)速率的定量表示方法

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）鋅較活潑，可與硫酸銅、硫酸等發(fā)生置換反應(yīng)；
（2）硫酸銅溶液加快氫氣生成的速率，原因是形成原電池反應(yīng)；
（3）如形成原電池反應(yīng)，所加硫酸鹽對應(yīng)的金屬應(yīng)比鋅的活潑性弱；
（4）結(jié)合濃度、溫度、催化劑等因素對反應(yīng)速率的影響分析；
（5）為保證實(shí)驗(yàn)有對比性，只能逐漸改變一個(gè)變量分析，CuSO₄溶液體積逐漸增多，故H₂SO₄的量應(yīng)相等均為30mL，水的量減小，但每組實(shí)驗(yàn)中CuSO₄與水的體積之和應(yīng)相等．

解答： 解：（1）因?yàn)镃u²⁺的氧化性比H⁺的強(qiáng)，所以加入硫酸銅，Zn先跟硫酸銅反應(yīng)，反應(yīng)完后再與酸反應(yīng)，反應(yīng)的有關(guān)方程式為Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發(fā)生Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，置換出銅，與鋅形成原電池反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，
故答案為：置換出的銅與鋅在硫酸中構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率；
（3）Na₂SO₄、MgSO₄、HgSO₄、K₂SO₄等4種溶液中，能與鋅發(fā)生置換反應(yīng)且能形成原電池反應(yīng)的只有HgSO₄，
故答案為：HgSO₄；
（4）對于溶液中的化學(xué)反應(yīng)，影響反應(yīng)速率的因素還有濃度、溫度、催化劑以及固體表面積大小等，要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等，
故答案為：升溫，增加H₂SO₄濃度；
（5）要對比試驗(yàn)效果，那么除了反應(yīng)的物質(zhì)的量不一樣以外，要保證其它條件相同，而且是探究硫酸銅量的影響，那么每組硫酸的量要保持相同，六組反應(yīng)的總體積也應(yīng)該相同．A組中硫酸為30ml，那么其它組硫酸量也都為30ml．而硫酸銅溶液和水的總量應(yīng)相同，F(xiàn)組中硫酸銅20ml，水為0，那么總量為20ml，所以V₂=10ml，V₃=17.5ml，V₁=30ml．
故答案為：30；10；17.5．

點(diǎn)評：本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并且融合了化學(xué)實(shí)驗(yàn)，形式新穎靈活，本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于第（5）小題，首先V₁、V₂、V₃的求得要注意分析表中數(shù)據(jù)，題目難度中等．