某同學(xué)在用稀硫酸與鋅反應(yīng)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)回答下列問題:
(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液,可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是
 
;
(4)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有
 
(答兩種);
(5)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).將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)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(shí)間.
            實(shí)驗(yàn)
混合溶液
ABCDEF
4mol?L-1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5
飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620
H2O/mLV7V8V9V10100
①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1=
 
,V6=
 
,V9=
 
;
②反應(yīng)一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈
 
色,實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈
 
色;
③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),生成氫氣的速率會(huì)大大提高,但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時(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:
 
考點(diǎn):探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
專題:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題
分析:(1)鋅為活潑金屬,加入硫酸銅發(fā)生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置換出銅;
(2)Cu、Zn、硫酸形成原電池反應(yīng),會(huì)使得化學(xué)反應(yīng)速率加快;
(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;
(4)對(duì)于溶液中的化學(xué)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;
(5)要對(duì)比試驗(yàn)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.
解答: 解:(1)鋅為活潑金屬,加入硫酸銅,發(fā)生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,此外金屬鋅會(huì)和硫酸之間發(fā)生反應(yīng)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,
故答案為:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)鋅為活潑金屬,加入硫酸銅,發(fā)生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置換出銅,與鋅形成原電池反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率加快,
故答案為:CuSO4 與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的 Cu 與Zn形成銅鋅原電池,加快了氫氣產(chǎn)生的速率;
(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,
故答案為:Ag2SO4
(4)對(duì)于溶液中的化學(xué)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(shí)驗(yàn)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(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等,
故答案為:升高反應(yīng)溫度;適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的表面積等;
(5)①要對(duì)比試驗(yàn)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,那么總量為20ml,所以V6=10ml,V9=17.5ml,V1=30ml;
故答案為:30;10;17.5;
②鋅與銅離子反應(yīng)生成的銅單質(zhì)附著在鋅粒的表現(xiàn),銅為紅色金屬,因此鋅粒表面呈紅色,故答案為:灰黑 暗紅;
③因?yàn)殇\會(huì)先與硫酸銅反應(yīng),直至硫酸銅反應(yīng)完才與硫酸反應(yīng)生成氫氣,硫酸銅量較多時(shí),反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),而且生成的銅會(huì)附著在鋅片上,會(huì)阻礙鋅片與硫酸繼續(xù)反應(yīng),氫氣生成速率下降.
故答案為:當(dāng)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,降低了鋅與溶液的接觸面積.
點(diǎn)評(píng):本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,并且融合了化學(xué)實(shí)驗(yàn),形式新穎靈活,本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于第(5)小題,首先V1、V6、V9的求得要注意分析表中數(shù)據(jù);最后一問應(yīng)該能夠想到“覆蓋”的問題,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法錯(cuò)誤的( 。
A、用稀硝酸洗滌試管內(nèi)壁的銀鏡的離子方程式為:3Ag+4H++NO
 
-
3
═3Ag++NO+2H2O
B、濃硝酸中加入過量鐵粉并加熱:Fe+3NO
 
-
3
+6H+
  △  
.
 
Fe3++3NO2+3H2O
C、過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成
D、向裝有Fe(NO32溶液的試管中加入稀H2SO4,在試管口觀察到紅棕色氣體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法錯(cuò)誤的( 。
A、分別充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中后液面迅速上升,說明二者均易溶于水
B、向NH4HCO3溶液中加過量的NaOH溶液并加熱,離子方程式為:NH
 
+
4
+OH-
  △  
.
 
NH3+3H2O
C、用NH4Cl固體和Ca(OH)2固體制備并收集NH3,需要的玻璃儀器有酒精燈、大試管、導(dǎo)管、集氣瓶
D、用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)氨氣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)的常見物質(zhì),其中A、B、C均含有同一種元素.在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系如下圖所示(部分反應(yīng)中的H2 O已略去).請(qǐng)?zhí)羁眨?br />(1)若D是生產(chǎn)、生活中用量最大、用途最廣的金屬單質(zhì),A是黃綠色氣體,請(qǐng)寫出C的化學(xué)式
 

(2)若A是一種堿性氣體,常用作制冷劑,B和D為空氣的主要成分,則反應(yīng)②的化學(xué)方程式為
 

(3)若D為酸或酸性氣體,則A、C可以是
 
(請(qǐng)按順序?qū)懗鋈我庖唤M符合要求的物質(zhì)的化學(xué)式)
(4)若B為淡黃色晶體,則反應(yīng)③的化學(xué)方程式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

碳和碳的化合物在生產(chǎn)生活實(shí)際中應(yīng)用廣泛.
(1)甲烷燃燒放出大量的熱,可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活.已知 
①2CH4(g)+3O2(g)═2CO(g)+4H2O(l)△H1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2
則反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)的△H3=
 
(用△H1和△H2表示).
(2)一定條件下,某密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達(dá)到平衡時(shí),c(NO2)=0.50mol/L、c(N2O4)=0.125mol/L,則2NO2(g)?N2O4(g)的平衡常數(shù)K=
 
(寫出計(jì)算結(jié)果).
(3)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列問題:
①該反應(yīng)為
 
反應(yīng)(填“吸熱”、“放熱”).
②能使該反應(yīng)速率增大的是
 
;能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
 

A.及時(shí)分離出CO氣體               B.適當(dāng)升高溫度
C.增大CO2的濃度                  D.選擇高效催化劑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

通過沉淀-氧化法處理含鉻廢水,減少?gòu)U液排放對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)回收K2Cr2O7.實(shí)驗(yàn)室對(duì)含鉻廢液(含有
Cr3+、Fe3+、K+、SO42-、NO3-和少量Cr2O72-)回收與再利用工藝如下:

已知:①Cr(OH)3+OH-═CrO2-+2H2O;②2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O;
③H2O2在酸性條件下具有還原性,能將+6價(jià)Cr還原為+3價(jià)Cr.
(1)實(shí)驗(yàn)中所用KOH濃度為6mol?L-1,現(xiàn)用KOH固體配制250mL 6mol?L-1的KOH溶液,除燒杯、玻璃棒外,還必需用到的玻璃儀器有
 

(2)抽濾過程中要及時(shí)觀察吸濾瓶?jī)?nèi)液面高度,當(dāng)快達(dá)到支管口位置時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作為
 

(3)濾液Ⅰ酸化前,進(jìn)行加熱的目的是
 
.冰浴、過濾后,應(yīng)用少量冷水洗滌K2Cr2O7,其目的是
 

(4)下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù):
物質(zhì) 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 100℃
KCl 28.0 34.2 40.1 45.8 51.3 56.3
K2SO4 7.4 11.1 14.8 18.2 21.4 24.1
K2Cr2O7 4.7 12.3 26.3 45.6 73.0 102.0
KNO3 13.9 31.6 61.3 106 167 246.0
根據(jù)溶解度數(shù)據(jù),操作Ⅰ具體操作步驟為①
 
、②
 

(5)稱取產(chǎn)品重鉻酸鉀試樣4.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于錐形瓶中,加入10mL 2mol?L-1 H2SO4和足量碘化鈉(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示劑,用0.2400mol?L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).
①若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL,所得產(chǎn)品的中重鉻酸鉀的純度為
 
(列式計(jì)算,設(shè)整個(gè)過程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng)).
②若裝Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管在滴定前有氣泡滴定后沒有氣泡,測(cè)得的重鉻酸鉀的純度將:
 
(填“偏高”、“偏低”、或“不變”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氨是最重要的化工產(chǎn)品之一.
(1)合成氨用的氫氣可以用甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g).已知:
①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-846.3kJ?mol-1
②CO2(g)═CO(g)+
1
2
O2(g)△H=+282.O kJ?mol-1
1
2
O2(g)+H2(g)═H2O(g)△H=-241.O kJ?mol-1
則消耗1molCH4吸熱
 

(2)CO對(duì)合成氨的催化劑有毒害作用,常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO,其反應(yīng)原理為:
[Cu(NH32CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH33]CH3COO?CO(l)△H<0
吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是
 
.(填寫選項(xiàng)編號(hào))
A.高溫、高壓    B.高溫、低壓  C.低溫、低壓    D.低溫、高壓
(3)將凈化后的氣體充入一體積不變的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1.達(dá)到平衡后,能加快反應(yīng)速率且提高H2轉(zhuǎn)化率的措施有
 

A.升高溫度     B.增加N2的用量    C.將NH3液化    D.充入Ne
(4)用氨氣制取尿素[CO(NH22]的反應(yīng)為:
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H<0
某溫度下,向容積為1L的密閉容器中通入4mol NH3和2mol CO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%.
①該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為
 
.此時(shí)若再向容器內(nèi)充入2mol NH3、1mol CO2、1mol CO(NH22、1mol H2O(g),則反應(yīng)
 
(填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“處于平衡狀態(tài)”)
②圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中的NH3濃度變化,則25s內(nèi)用CO2表示的反應(yīng)速率為
 
mol?L-1?s-1
③若保持其它條件不變,請(qǐng)?jiān)趫D中用實(shí)線畫出使用催化劑時(shí)NH3濃度變化曲線.
(5)將尿素施入土壤后,大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,轉(zhuǎn)化為碳酸銨.已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)(25℃)如下表:
弱電解質(zhì) H2CO3 NH3?H2O
電離平衡常數(shù) Ka1=4.30×10-7    Ka2=5.61×10-11 Kb=1.77×10-5
現(xiàn)有常溫下0.1mol?L-1的(NH42CO3溶液,你認(rèn)為該溶液呈
 
性(填“酸”、“中”、“堿”),原因是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氮、磷、砷是同族元素,該族元素單質(zhì)及其化合物在農(nóng)藥、化肥等方面有重要應(yīng)用.請(qǐng)回答下列問題.
(1)砷原子核外電子排布式為
 

(2)K3[Fe(CN)6]晶體中Fe3+與CN-之間的鍵型為
 
,該化學(xué)鍵能夠形成的原因是
 

(3)已知:
CH4 SiH4 NH3 PH3
沸點(diǎn)(K) 101.7 161.2 239.7 185.4
分解溫度(K) 873 773 1073 713.2
分析上表中四種物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù),請(qǐng)回答:
①NH3和PH3比較,沸點(diǎn)高低的原因是
 

②CH4和SiH4比較,分解溫度高低的原因是
 

③結(jié)合上述數(shù)據(jù)和規(guī)律判斷,一定壓強(qiáng)下HF和HCl的混合氣體降溫時(shí)
 
先液化.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

現(xiàn)有四種單質(zhì)組成的合金A,為分析其成分,用此合金進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn),其過程及發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象如下圖所示.
其中A中所含單質(zhì)為 Fe、Al、Si、C
填寫下列空白:
(1)寫出下列幾種物質(zhì)的化學(xué)式
B
 
C
 
 
D
 
,
 

E
 
,
 
 H
 
F
 

(2)寫出A中的某單質(zhì)與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式(2個(gè))
 
 

(3)寫出無色溶液C轉(zhuǎn)化E為的化學(xué)方程式(2個(gè))
 
 

(4)若用長(zhǎng)滴管向淺綠色溶液H中加入NaOH溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象是
 

(5)寫出固體F與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,并用雙線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:
 

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