Question

【題目】某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，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）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_________；

（2）實驗室中現有Na2SO4、MgSO4、HgSO4、K2SO4等4種溶液，可與實驗中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粒的反應瓶中，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
4mol·L-1H2SO4溶液/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

①請完成此實驗設計，其中：V1=______mL，V9=_____mL；

②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_____________________________。

Answer 1

【答案】（1）CuSO4與Zn反應生成的Cu與Zn形成Cu/Zn原電池，加快反應；

（2）HgSO4；（3）①30，17.5；②當加入一定量的CuSO4后生成的單質Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積。

【解析】

試題分析：（1）硫酸銅溶液加快氫氣生成的速率的原因置換出的銅與鋅在硫酸中構成原電池，Zn作負極，Cu作正極，故使反應速率大大加快；（2） Na2SO4、MgSO4、HgSO4、K2SO4等4種溶液中，能與鋅發生置換反應且能形成原電池反應的只有HgSO4；（3） ①要對比試驗效果，那么除了反應的物質的量不一樣以外，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，六組反應的總體積也應該相同．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相同，F組中硫酸銅20ml，水為0，那么總量為20ml，所以V1=30ml ；V9=20ml-2.5mL=17.5mL；②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，主要原因是當加入一定量的CuSO4后生成的單質Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積，使反應速率大大降低。