某同学在用稀硫*与锌制取*气的实验中,发现加入少量硫*铜溶液可加快*气的生成速率。请回答下列问题:(1)上述...
问题详情:
某同学在用稀硫*与锌制取*气的实验中,发现加入少量硫*铜溶液可加快*气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有________________________________。
(2)硫*铜溶液可以加快*气生成速率的原因是_______________________。
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________;
(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有______________(答两种);
(5)为了进一步研究硫*铜的量对*气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
A | B | C | D | E | F | |
4 mol·L-1H2SO4/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
H2O/mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
①请完成此实验设计,其中:V1=________,V6=________,V9=________。
②反应一段时间后,实验E中的金属呈________*;
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成*气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成*气的速率反而会下降。请分析*气生成速率下降的主要原因________________________。
【回答】
【*】 (1). Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 、Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu (2). CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池加快了产生H2的速率 (3). Ag2SO4 (4). 升高温度、适当增加硫*的浓度、增加锌粒的表面积等 (5). 30 (6). 10 (7). 17.5 (8). 银白、红 (9). 硫*铜超过一定量后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积
【解析】(1)因为Cu2+的氧化*比H+的强,所以加入硫*铜,Zn先跟硫*铜反应,反应完后再与*反应,反应的有关离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑,故*为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑;
(2)锌为活泼金属,加入硫*铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学反应速率加快,故*为:置换出的铜与锌在硫*中构成原电池,加快反应速率;
(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液中,能与锌发生置换反应且能形成原电池反应的只有Ag2SO4,故*为:Ag2SO4;
(4)对于溶液中的化学反应,影响反应速率的因素还有浓度、温度、催化剂以及固体表面积大小等,要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫*的浓度、增加锌粒的表面积等,故*为:升温,适当增加H2SO4浓度等;
(5)要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保*其它条件相同,而且是探究硫*铜量的影响,那么每组硫*的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同.A组中硫*溶液的体积为30ml,那么其它组硫*溶液的体积也都为30ml,则V1=30ml,硫*铜溶液和水的总量应相同,F组中硫*铜20ml,水为0,那么总量为20ml,所以E组实验中水为10ml,则V6=10ml;A组实验中硫*铜为0ml,则V7=20ml;C组实验中硫*铜为2.5ml,则V9=17.5ml,故*为:30;10;20;17.5;
②因为锌会先与硫*铜反应,直至硫*铜反应完才与硫*反应生成*气,硫*铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫*继续反应,*气生成速率下降,故*为:当加入一定量的硫*铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积。
点睛:本题考查了影响化学反应速率的因素,并且融合了化学实验,形式新颖灵活,本题的易错点在于第(5)小题,为保*实验有对比*,只能逐渐改变一个变量分析,H2SO4的量应相等均为30mL,每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等。
知识点:化学反应速率
题型:实验,探究题