9.某同學在用稀硫酸與鋅粒制取氫氣的實驗中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率.請回答下列問題:
(1)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是CuSO4與Zn反應產(chǎn)生的Cu與Zn形成銅鋅原電池,加快了氫氣產(chǎn)生的速率;
(2)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有升高反應溫度、適當增加硫酸的濃度(答兩種);
(3)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學設計了如下一系列實驗.將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間.
實驗
混合溶液
ABCDEF
4mol/L H2SO4/mL30V1V2V3V4V5
飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620
H2O/mLV7V8V9V10100
①請完成此實驗設計,其中:V1=30,V6=10,V9=17.5;
②該同學最后得出的結論為:當加入少量CuSO4溶液時,生成氫氣的速率會大大提高.但當加入的CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降.請分析氫氣生成速率下降的主要原因當加入一定量的硫酸銅后,生成的單質(zhì)銅會沉積在鋅的表面,降低了鋅與溶液的接觸面積.

分析 (1)鋅較活潑,可與硫酸銅發(fā)生置換反應生成銅,然后形成原電池,原電池加快化學反應速率;
(2)結合濃度、溫度、催化劑等因素對反應速率的影響分析;
(3)①為保證實驗有對比性,只能逐漸改變一個變量分析,CuSO4溶液體積逐漸增多,故H2SO4的量應相等均為30mL,水的量減小,但每組實驗中CuSO4與水的體積之和應相等;②生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面,影響了反應速率.

解答 解:(1)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,化學反應速率加快,
故答案為:CuSO4與Zn反應產(chǎn)生的Cu與Zn形成銅鋅原電池,加快了氫氣產(chǎn)生的速率;
(2)對于溶液中的化學反應,影響反應速率的因素還有濃度、溫度、催化劑以及固體表面積大小等,要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有升高反應溫度、適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等,
故答案為:升高反應溫度;適當增加H2SO4濃度;
(3)①要對比試驗效果,那么除了反應的物質(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,六組反應的總體積也應該相同;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相同;F組中硫酸銅20ml,水為0,那么總量為20ml,所以V6=10ml,V9=17.5ml,V1=30ml.
故答案為:30;10;17.5.
②因為鋅會先與硫酸銅反應,直至硫酸銅反應完才與硫酸反應生成氫氣,硫酸銅量較多時,反應時間較長,而且生成的銅會附著在鋅片上,會阻礙鋅片與硫酸繼續(xù)反應,氫氣生成速率下降,
故答案為:當加入一定量的硫酸銅后,生成的單質(zhì)銅會沉積在鋅的表面,降低了鋅與溶液的接觸面積.

點評 本題考查了影響化學反應速率的因素,并且融合了化學實驗,形式新穎靈活,本題的易錯點在于第(3)小題,首先V1、V6、V9的求得要注意分析表中數(shù)據(jù);最后一問應該能夠想到“覆蓋”的問題,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.霧霾天氣對環(huán)境影響很大.其中SO2是造成空氣污染的主要原因,利用鈉堿循環(huán)法可除去SO2
(1)室溫下,吸收液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO32─):n(HSO3)變化關系如下表:
n(SO32─):n(HSO391:91:11:91
pH8.27.26.2
c(H+)/mol•L─16.3×10─96.3×10─86.3×10─7
①由表判斷NaHSO3溶液顯酸性,從原理的角度解釋其原因在NaHSO3溶液中HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-兩種平衡,HSO3-的電離程度大于其水解程度,故溶液呈酸性.
②在NaHSO3溶液中離子濃度關系不正確的是A(填序號).
A.c(Na+)=2c(SO32─)+c(HSO3
B.c(Na+)>c(HSO3)>c(H+)>c(SO32─)>c(OH
C.c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32─)+c(OH
D.c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3)+c(OH
③計算室溫下HSO3?H++SO32─的電離平衡常數(shù)K=6.3×10-8(保留2位有效數(shù)字).
(2)NaHSO3溶液在不同的溫度下均可被過量的KIO3氧化,當NaHSO3完全消耗即有I2析出,將濃度均為0.02mol•L-1 的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL和 KIO3(過量)酸性溶液40.0mL混合,記錄溶液變藍時間,實驗結果如圖.

①由圖可知,溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢是40℃之前,溫度越高,溶液變藍所需時間越短;40℃之后,溫度越高,溶液變藍所需時間越長.
40℃之后,淀粉不適宜用作該實驗的指示劑(填“適宜”或“不適宜”),原因是:溫度高于40℃時,碘與淀粉的顯色反應靈敏度降低(或淀粉會糊化).
②b點和c點對應的反應速率的大小關系是ν (b)<ν (c)(填“>”、“<”或“﹦”).

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11.下列實驗操作、現(xiàn)象與所得結論一致的是(  )
 實驗操作現(xiàn)象結論
A向盛有25mL沸水的燒杯中滴加5~6滴FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸溶液生成紅褐色沉淀制得Fe(OH)3膠體
B向兩支盛有KI3溶液的試管中,分別滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液變藍,
后者有黃色沉淀
KI3溶液中存在平衡:
I3-?I2+I-
C將溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加熱,產(chǎn)生氣體通入酸性KMnO4溶液酸性KMnO4溶液
褪色
一定產(chǎn)生了乙烯
D在滴有酚酞的Na2CO3溶液中,加入CaCl2溶液溶液褪色CaCl2溶液有酸性
A.AB.BC.CD.D

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17.實驗室可用氯氣與金屬鐵反應制備無水三氯化鐵,該化合物是棕紅色、易潮解,100℃左右時升華.某化學實驗小組的同學欲用下列儀器(A-D)制備FeCl3固體.

請回答下列問題:
(1)A中發(fā)生反應的化學方程式為KClO3+6HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+3Cl2↑+3H2O.
(2)各裝置的連接順序為a→e→d→b→c→f.
(3)實驗過程中,給A、B儀器加熱的順序及可作為點燃B處酒精燈的實驗標志是:先點然A處酒精燈,反應一段時間后,待整個B裝置充滿黃綠色氣體,再加熱B.
(4)B裝置的主要缺點是:B裝置兩硬質(zhì)玻璃管之間導管太細,易被產(chǎn)品堵塞.
(5)寫出裝置D中反應的化學方程式2 Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
(6)該小組欲用下圖所示裝置收集尾氣,并測量多余氣體的體積.
①若右圖所示量氣裝置由干燥管、乳膠管和50mL滴定管改造后組裝而成,此處所用滴定管是堿式(填“酸式”或“堿式”)滴定管.
②為提高測量的準確性,E圖裝置中的液體可用飽和氯化鈉,收集完氣體后,讀數(shù)前應進行的操作是上下移動滴定管,使左右兩邊液面相平.
③如果開始讀數(shù)時操作正確,最后讀數(shù)時俯視右邊滴定管液面,會導致體積偏大(填“偏大”、“偏小”或“無影響”).

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4.錳鋅鐵氧體是應用廣泛的高性能磁性材料.現(xiàn)以a kg廢舊堿性鋅錳電池為原料(含錳元素的物質(zhì):MnO2占b%,MnOOH占c%)制備錳鋅鐵氧體,主要流程如圖:

(1)酸浸廢電池時,被溶解生成Zn2+的物質(zhì)有Zn、Zn(OH)2,SO2的作用是D(填字母編號).
A.漂白劑         B.沉淀劑          C.氧化劑         D.還原劑
(2)除汞是以氮氣為載體吹入濾液帶出汞蒸汽,經(jīng)KMnO4溶液吸收而實現(xiàn)的.如圖是KMnO4溶液處于不同pH時對應的單位時間Hg去除率變化圖,圖中物質(zhì)為Hg與MnO${\;}_{4}^{-}$在該pH范圍反應的主要產(chǎn)物.

①pH<6時反應的離子方程式為5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O.
②汞的去除速率隨pH變化的規(guī)律是隨pH增大,汞的去除速率先減小后增大.
(3)鋅錳干電池中MnO2可以用碳酸錳在空氣中煅燒制得.
已知25℃,101 kPa時:2MnO(s)+O2(g)═2MnO2(s)△H=-272.0kJ/mol
MnCO3(s)═MnO(s)+CO2(g)△H=+116.6kJ/mol
碳酸錳在空氣中煅燒反應生成MnO2的熱化學方程式是2MnCO3(s)+O2(g)═2MnO2(s)+2CO2(g)△H=-38.8 kJ/mol.
(4)x=0.2的錳鋅鐵氧體具有較高的飽和磁場強度,該錳鋅鐵氧體的組成用氧化物形式(最簡整數(shù)比)表示為MnO•4ZnO•5Fe2O3.若制得這種錳鋅鐵氧體的質(zhì)量為100kg,在制取過程中不考慮損耗,需補充硫酸錳晶體(MnSO4•H2O)169×($\frac{20}{239}$-$\frac{ab%}{87}$-$\frac{ac%}{88}$) kg.(只列出計算式)

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14.實驗室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應來制備溴乙烷,其反應原理和實驗的裝置如下(反應需要加熱,圖中省去了加熱裝置):H2SO4(濃)+NaBr $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ NaHSO4+HBr↑,CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O.有關數(shù)據(jù)見下表:
乙醇溴乙烷
狀態(tài)無色液體無色液體深紅色液體
密度/(g•cm-30.791.443.1
沸點/℃78.538.459
(1)A裝置的名稱是三頸燒瓶.
(2)實驗中用滴液漏斗代替分液漏斗的優(yōu)點能使?jié)饬蛩犴樌飨拢?br />(3)給A加熱溫度過高或濃硫酸的濃度過大,均會使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色,原因是A中發(fā)生了副反應,寫出此反應的方程式2HBr+H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Br2↑+SO2↑+2H2O
(4)給A加熱的目的是升高溫度加快反應速率,同時使生成的溴乙烷氣化分離出來促進平衡移動,F(xiàn)接橡皮管導入稀NaOH溶液,其主要目的是吸收SO2、Br2、HBr防止空氣污染.
(5)為了除去產(chǎn)品中的主要雜質(zhì),最好選擇下列C(選填序號)溶液來洗滌所得粗產(chǎn)品
A.氫氧化鈉     B.碘化鉀    C.亞硫酸鈉    D.碳酸氫鈉
(6)粗產(chǎn)品用上述溶液洗滌、分液后,再經(jīng)過蒸餾水洗滌、分液,然后加入少量的無水硫酸鎂固體,靜置片刻后過濾,再將所得濾液進行蒸餾,收集到的餾分約10.0g.
①在上述提純過程中每次分液時產(chǎn)品均從分液漏斗的下口(上口或下口)取得.
②從乙醇的角度考慮,本實驗所得溴乙烷的產(chǎn)率是53.3%.

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1.已知:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g). T℃時.某研究小組向一恒容真空容器中充入NO和足量的碳單質(zhì),恒溫條件下測得不同時間各物質(zhì)的濃度如表.
濃度/mol•L-1
時間/min
NON2CO2
01.0000
100.580.210.21
200.400.300.30
300.400.300.30
350.320.340.15
(1)0~10min以V(NO)表示的平均反應速率為0.042mol/(L•min).
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算平衡時的NO轉(zhuǎn)化率為60%.
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算T℃時該反應的平衡常數(shù)為0.56.
(4)30~35min改變的實驗條件是分離出CO2

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18.肉桂醛F()在自然界存在于桂油中,是一種常用的植物調(diào)味油,工業(yè)上主要按如下路線合成:

已知兩個醛分子在NaOH溶液作用下可以發(fā)生反應,生成一種羥基醛:

請回答:
(1)D的結構簡式為,檢驗其中官能團的試劑為銀氨溶液或新制的Cu(OH)2懸濁液.
(2)反應①~⑥中符合原子經(jīng)濟性的是①⑤(填序號).
(3)寫出反應③的化學方程式
(4)在實驗室里鑒定分子中的氯元素時,是將其中的氯元素轉(zhuǎn)化為AgCl白色沉淀來進行的,其正確的操作步驟是BCDA(請用序號填寫).
A.滴加AgNO3溶液   B.加NaOH溶液   C.加熱   D.用稀硝酸酸化
(5)下列關于E的說法正確的是ab(填字母).
a.能與銀氨溶液反應
b.能與金屬鈉反應
c.1mol E最多能與3mol氫氣反應
d.核磁共振氫譜中有6組峰
(6)E物質(zhì)的同分異構體有多種,其中符合條件:苯環(huán)上有兩個取代基,且能與NaHCO3溶液反應放出氣體的同分異構體有3種,寫出其中一種同分異構體的結構簡式三種任寫一種即可.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.下列是除去括號內(nèi)雜質(zhì)的有關操作,其中正確的是( 。
A.分離苯和己烷--分液
B.NO(NO2)--通過水洗、干燥后,用向下排氣法收集
C.乙烷(乙烯)--讓氣體通過盛酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶
D.乙醇(乙酸)--加足量NaOH溶液,蒸餾

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同步練習冊答案