Question

【題目】某同學(xué)在鋅與稀硫酸制取氫氣的實(shí)驗(yàn)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(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有________________________ 、 ________________________

(2)下圖表示一定量的鋅與足量的稀硫酸反應(yīng)生成氫氣的關(guān)系，若在反應(yīng)液中加入少量硫酸銅固體，請(qǐng)?jiān)谙聢D中用虛線表示這一關(guān)系。____________________

(3)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)，將表中的混合溶液分別加入到六個(gè)盛有過(guò)量鋅粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生氫氣，記錄獲得相同體積的氫氣所需的時(shí)間。

請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V2=_______ ，V6=_____________，V8=______________

該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量硫酸銅溶液時(shí)生成氫氣的速率會(huì)大大提高，但當(dāng)加入的硫酸銅溶液超過(guò)一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降，請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因：______________________

Answer 1

【答案】Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+Cu2+=Zn2++Cu 50 40 45 加入一定量的硫酸銅后，生成的單質(zhì)銅會(huì)沉積在鋅的表面，減小了鋅與硫酸溶液的接觸面積

【解析】

鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅單質(zhì)，在稀硫酸中，鋅與銅形成了原電池，加快了反應(yīng)速率。

(1) 鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅單質(zhì)，在稀硫酸中，鋅與銅形成了原電池，所以發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu；

(2) 鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)消耗了鋅，產(chǎn)生的氫氣總體積減少，鋅與銅在稀硫酸中形成了原電池，產(chǎn)生氫氣的速率加快，所以圖像為；

(3)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，則六組實(shí)驗(yàn)中硫酸的物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度都應(yīng)該保持相同，所以V1、V2、V3、V4、V5都應(yīng)該是50，根據(jù)F，溶液的總體積應(yīng)該是100，所以V6=100-50-10=40，V8=100-50-5=45；

當(dāng)硫酸銅溶液超過(guò)一定量時(shí)，會(huì)生成較多的銅，覆蓋在鋅表面，減小了鋅與硫酸溶液的接觸面積，所以氫氣生成速率下降，即氫氣生成速率下降的主要原因：加入一定量的硫酸銅后，生成的單質(zhì)銅會(huì)沉積在鋅的表面，減小了鋅與硫酸溶液的接觸面積。