問題詳情:
某同學在用稀硫*與鋅製取*氣的實驗中,發現加入少量硫*銅溶液可加快*氣的生成速率。請回答下列問題:
(1)上述實驗中發生反應的化學方程式有________________________________。
(2)硫*銅溶液可以加快*氣生成速率的原因是_______________________。
(3)實驗室中現有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生的速率,還可採取的措施有______________(答兩種);
(5)為了進一步研究硫*銅的量對*氣生成速率的影響,該同學設計瞭如下一系列的實驗。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,收集產生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。
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請完成此實驗設計,其中:V1=________,V6=________,V9=________。
②反應一段時間後,實驗E中的金屬呈________*;
③該同學最後得出的結論為:當加入少量CuSO4溶液時,生成*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*氣的速率反而會下降。請分析*氣生成速率下降的主要原因________________________。
【回答】
【*】 (1). Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 、Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu (2). CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn形成銅鋅原電池加快了產生H2的速率 (3). Ag2SO4 (4). 升高温度、適當增加硫*的濃度、增加鋅粒的表面積等 (5). 30 (6). 10 (7). 17.5 (8). 銀白、紅 (9). 硫*銅超過一定量後,生成的單質銅會沉積在鋅的表面,降低了鋅與溶液的接觸面積
【解析】(1)因為Cu2+的氧化*比H+的強,所以加入硫*銅,Zn先跟硫*銅反應,反應完後再與*反應,反應的有關離子方程式為Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑,故*為:Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑;
(2)鋅為活潑金屬,加入硫*銅,發生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*為:置換出的銅與鋅在硫*中構成原電池,加快反應速率;
(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液中,能與鋅發生置換反應且能形成原電池反應的只有Ag2SO4,故*為:Ag2SO4;
(4)對於溶液中的化學反應,影響反應速率的因素還有濃度、温度、催化劑以及固體表面積大小等,要加快上述實驗中氣體產生的速率,還可採取的措施有升高反應温度、適當增加硫*的濃度、增加鋅粒的表面積等,故*為:升温,適當增加H2SO4濃度等;
(5)要對比試驗效果,那麼除了反應的物質的量不一樣以外,要保*其它條件相同,而且是探究硫*銅量的影響,那麼每組硫*的量要保持相同,六組反應的總體積也應該相同.A組中硫*溶液的體積為30ml,那麼其它組硫*溶液的體積也都為30ml,則V1=30ml,硫*銅溶液和水的總量應相同,F組中硫*銅20ml,水為0,那麼總量為20ml,所以E組實驗中水為10ml,則V6=10ml;A組實驗中硫*銅為0ml,則V7=20ml;C組實驗中硫*銅為2.5ml,則V9=17.5ml,故*為:30;10;20;17.5;
②因為鋅會先與硫*銅反應,直至硫*銅反應完才與硫*反應生成*氣,硫*銅量較多時,反應時間較長,而且生成的銅會附着在鋅片上,會阻礙鋅片與硫*繼續反應,*氣生成速率下降,故*為:當加入一定量的硫*銅後,生成的單質銅會沉積在鋅的表面,降低了鋅與溶液的接觸面積。
點睛:本題考查了影響化學反應速率的因素,並且融合了化學實驗,形式新穎靈活,本題的易錯點在於第(5)小題,為保*實驗有對比*,只能逐漸改變一個變量分析,H2SO4的量應相等均為30mL,每組實驗中CuSO4與水的體積之和應相等。
知識點:化學反應速率
題型:實驗,探究題