Question

【題目】某同學在鋅與稀硫酸制取氫氣的實驗中，發現加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題:

(1)上述實驗中發生反應的離子方程式有________________________ 、 ________________________

(2)下圖表示一定量的鋅與足量的稀硫酸反應生成氫氣的關系，若在反應液中加入少量硫酸銅固體，請在下圖中用虛線表示這一關系。____________________

(3)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗，將表中的混合溶液分別加入到六個盛有過量鋅粒的反應瓶中，收集產生氫氣，記錄獲得相同體積的氫氣所需的時間。

請完成此實驗設計，其中：V2=_______ ，V6=_____________，V8=______________

該同學最后得出的結論為：當加入少量硫酸銅溶液時生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的硫酸銅溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降，請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，生成的單質銅會沉積在鋅的表面，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生成銅單質，在稀硫酸中，鋅與銅形成了原電池，加快了反應速率。

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

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

(3)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，則六組實驗中硫酸的物質的量及物質的量濃度都應該保持相同，所以V1、V2、V3、V4、V5都應該是50，根據F，溶液的總體積應該是100，所以V6=100-50-10=40，V8=100-50-5=45；

當硫酸銅溶液超過一定量時，會生成較多的銅，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，生成的單質銅會沉積在鋅的表面，減小了鋅與硫酸溶液的接觸面積。