Question

【題目】某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發現反應條件不同，反應速率不同。請

回答下列問題：

（1）在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。

①加入硫酸銅溶液后可以加快氫氣生成速率的原因是 。

②實驗室中現有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實驗中CuSO4 溶液起相似作用的是 。

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的實驗：將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的容器中，收集產生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

實驗 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4 mol/L H2SO4（mL）	30	V1	V2	V3	V4	V5
飽和CuSO4溶液（mL）	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O（mL）	V7	V8	V9	V10	10	0

請完成此實驗設計，其中：V1＝ ，V6＝ 。

該同學最后得出的結論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4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 。

（2）該同學為探究其它因素對鋅與稀硫酸反應速率的影響，又做了以下實驗，記錄數據如下，回答下列問題：

①由實驗可推知，反應物的總能量 產物的總能量（填“＜”“＞”“＝”）。

②實驗2和5表明， 對反應速率有影響。

③實驗4和5表明， 對反應速率有影響， 反應速率越快，

能表明同一規律的實驗還有 （填實驗序號）。

④本實驗中影響反應速率的其他因素還有 。

Answer 1

【答案】（1）①鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置換出銅，與鋅形成原電池反應，化學反應速率加快 ②Ag2SO4 ③V1＝30 V6＝ 10 當加入一定量的硫酸銅后，生成的單質銅會沉積在鋅的表面，降低了鋅與溶液的接觸面積

（2）① ＞ ②濃度 ③固體表面積 固體表面積越大 1和2 ④溫度

【解析】

試題分析：（1）①鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置換出銅，與鋅形成原電池反應，化學反應速率加快，答案為：①鋅為活潑金屬，加入硫酸銅，發生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置換出銅，與鋅形成原電池反應，化學反應速率加快；②硫酸銅的替代品，必須滿足其中的金屬離子的金屬性比Zn的弱，Zn才可以置換出金屬單質，才可以形成原電池，答案為：Ag2SO4 ；③研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響要求硫酸的量不變，所以V1=30，分析可以看出為了消除硫酸的物質的量濃度不同引起的誤差，所以加入的硫酸銅和水的體積和要求一樣為20mL，所以V6＝ 10 ，加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4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是當加入一定量的硫酸銅后，生成的單質銅會沉積在鋅的表面，降低了鋅與溶液的接觸面積，答案為：V1＝30 V6＝ 10 當加入一定量的硫酸銅后，生成的單質銅會沉積在鋅的表面，降低了鋅與溶液的接觸面積；

（2）① 從表中看出，反應后的溫度高于反應前的溫度，說明這是一個放熱反應，即反應物的總能量大于產物的總能量，答案為：＞；②實驗2和5表明只要硫酸的物質的量濃度不同，是為了探究濃度對反應速率的影響，答案為：濃度；③實驗4和5、1和2，都是為了探究固體表面積對反應速率的影響，粉末反應的時間短，說明固體表面積越大，反應速率越快，答案為：固體表面積 固體表面積越大 1和2；④由于這是一個放熱反應，所以溫度也是影響本實驗的反應速率的因素之一，答案為：溫度．