某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜

某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。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)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是____________

(3)实验室中现有Na2SO4MgSO4Ag2SO4K2SO44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)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。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时间。

 

请完成此实验设计,其中:V1________V6________V9________

反应一段时间后,实验A中的金属呈________色,实验E中的金属呈________色;

该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因:

___________________________________________________

答案

解析 稀硫酸与锌的反应过程中加入少量硫酸铜,是利用锌置换出铜,构成CuZnH2SO4原电池,加快锌的反应速率;Ag2SO4也可以达到同样效果。由于是CuSO4的量对氢气生成速率的影响,所以硫酸的浓度要相同,一是所加硫酸的量相同,二是混合溶液的体积相同,所以V1V5均为30 mL,由F组数据可知,CuSO4溶液的体积加水的体积为20 mL,故V620 mL10 mL10 mLV920 mL2.5 mL17.5 mLA组中无铜生成,反应后锌呈灰黑色,E组中生成较多的铜,呈暗红色。有较多的铜生成时,其覆盖在锌表面,降低了锌与溶液的接触面积。

答案 (1)ZnCuSO4===ZnSO4Cu ZnH2SO4===ZnSO4H2

(2)CuSO4Zn反应产生的CuZn形成Cu/Zn微电池,加快了氢气产生的速率

(3)Ag2SO4

(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等(任写两种即可)

(5)①30 10 17.5 灰黑 暗红 当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积

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