Question

20．某學習小組在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率．為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該小組同學開始了實驗探究．
（1）實驗方案：將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的錐形瓶中，收集產(chǎn)生的氣體．記錄單位時間氫氣產(chǎn)生的體積．

實驗混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/LH2SO4/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
飽和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0

其中：V₁=30，V₆=10，V₉=17.5；
（2）實驗裝置：甲同學擬選用下列實驗裝置完成實驗：

①你認為最簡易的裝置其連接順序是：A接E接D接G（填接口字母，可不填滿．）
②實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸就不能順利滴入錐形瓶．請你幫助分析原因．
③實驗最后，在讀取測量實驗中生成氫氣的總體積時，你認為合理的是．
A．待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)
B．上下移動量筒F，使其中液面與廣口瓶中液面相平
C．上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平
D．視線與凹液面的最低點水平讀取量筒中水的體積
（3）問題討論：實驗室中現(xiàn)有Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4種溶液，可與實驗中CuSO₄溶液起相似作用的是Ag₂SO₄；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(yīng)溫度；適當增加硫酸的濃度（答兩種）．

Answer 1

分析 （1）要對比試驗效果，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；
（2）①裝置的組裝順序：用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進長出，增大壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部；
②鋅與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大；
③反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高，故應(yīng)冷卻后再進行讀取氫氣的體積，讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平讀取氫氣的體積；
（3）Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、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Ag₂SO₄；對于溶液中的化學反應(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．

解答 解：（1）要對比試驗效果，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，V₁=V₅=30mL，那么總量為50ml，所以V₁=30ml，V₆=10ml，V₇=20ml，V₉=50ml-30mL-2.5mL=17.5mL，．
故答案為：30；10；17.5；
（2）①裝置的組裝順序：用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進長出，利用增大壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部，故連接順序為：（A）接（E），（D）接（G）；
故答案為：E、D、G；
②鋅與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大，導(dǎo)致硫酸不能順利滴入錐形瓶；
故答案為：鋅與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大；
③反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高，故應(yīng)冷卻后再進行讀取氫氣的體積，讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平讀取氫氣的體積；
故答案為：ACD；
（3）Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、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Ag₂SO₄；對于溶液中的化學反應(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，要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有升高反應(yīng)溫度、適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等，
故答案為：Ag₂SO₄；升高反應(yīng)溫度；適當增加硫酸的濃度．

點評 主要考查化學反應(yīng)速率實驗、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設(shè)計等，難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎(chǔ)與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．