Question

某同學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。請回答下列問題：

(1)上述實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式有________；

(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)實驗室中現(xiàn)有Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4種溶液，可與上述實驗中CuSO₄溶液起相似作用的是__________________________；

(4)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有

________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答兩種)；

(5)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(shè)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(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間。

實驗 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4 mol·L－1H2SO4/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

①請完成此實驗設(shè)計，其中V₁________，V₆________，V₉________；

②反應(yīng)一段時間后，實驗A中的金屬呈________色，實驗E中的金屬呈________色；

③該同學最后得出的結(jié)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______________________________________。

Answer 1

解析：第(5)問，本題A～F為對比實驗，目的是為了探究CuSO₄的量對H₂生成速率的影響，為達到此目的，c(H^＋)應(yīng)相同，這樣，H₂SO₄溶液的體積A～F應(yīng)均為30mL，且溶液總體積相同，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，總體積應(yīng)為50 mL。

答案：(1)Zn＋CuSO₄===ZnSO₄＋Cu　Zn＋H₂SO₄===ZnSO₄＋H₂↑

(2)CuSO₄與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成Cu/Zn微電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率

(3)Ag₂SO₄

(4)升高反應(yīng)溫度、適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等(答兩種)

(5)①30　10　17.5

②灰黑　暗紅

③當加入一定量的CuSO₄后，生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積