某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,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)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______
题型:不详难度:来源:
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,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)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________ (2)实验室中现有Na2SO4、CuCl2、MgSO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4 溶液起相似作用的是________; (3)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) (4)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。
实验 混合溶液
| A
| B
| C
| D
| E
| F
| 4mol/L H2SO 4/mL
| 30
| V1
| V2
| V3
| V4
| V5
| 饱和CuSO4溶液 /mL
| 0
| 0.5
| 2.5
| 5
| V6
| 20
| H2O /mL
| V7
| V8
| V9
| V10
| 10
| 0
| ①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= ; ② 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
(1) CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn微电池,加快了氢气产生的速率 (2分) (2) CuCl2、(1分) (3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、或增加锌的比表面积等(2分) (4)①30 10 17.5 (3分) ②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H2SO4溶液的接触面积(2分) |
解析
试题分析:CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn微电池,加快了氢气产生的速率,因此能起到相似作用的应该是含有铜离子的,所以为氯化铜。影响化学反应速率的因素有,温度,催化剂,浓度,压强,反应物的接触面积。AB应比较的是硫酸铜溶液对该反应的影响。因此硫酸的量应与A的相同,所以V1=30 据表格可知,CDEF应该是呈两倍的关系递增,所以V6="10" 。从图表可知饱和硫酸铜的体积与水的体积之和应为20毫升。所以V9应为20减去2.5等于17.5. :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主要是由于当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积 |
举一反三
(16分)Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP,原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO4-)。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生(SO4-·)的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生(SO4-·)的影响。
(1)溶液酸碱性的影响:其他条件相同,将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,结果如图a所示。由此可知:溶液酸性增强, (填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8产生SO4-·。 (2)Fe2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L-1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。 已知 S2O82- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+,此外还可能会发生:SO4-· + Fe2+=SO42- + Fe3+ ① 实验开始前,检验FeSO4溶液是否被氧化的试剂是 (化学式)。如被氧化可以观察到的现象是 。 ②当c(Fe2+)=3.2 ×10-3 mol·L-1时,4-CP降解率为 %,4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为 。 ③当c(Fe2+)过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是 。 |
(10分)某研究小组为了研究不同条件下金属铝粉在过量稀硫酸中的溶解性能,设计如下实验。已知:c(H2SO4)="4.5" mol·L-1,反应均需要搅拌60min。
编号
| 温度/℃
| 加入某盐
| H2SO4体积/mL
| H2O体积/mL
| 铝粉加入量/g
| 铝粉溶解量 /g
| ①
| 20
| 不加
| 40
| 0
| 2.0050
| 0.0307
| ②
| 80
| 不加
| 40
| 0
| 2.0050
| 0.1184
| ③
| t1
| 不加
| 20
| V1
| 2.0050
| ﹨
| ④
| t2
| 5 mL0.01 mol·L-1 CuSO4溶液
| 20
| V2
| 2.0050
| ﹨
| (1)实验①和②的目的是 。 为了获得铝粉溶解量,还需要测量的数据是 。 (2)实验①和③是为了研究硫酸的浓度对该反应的影响,则t1= ℃,V1= mL。 (3)实验③和④是为了研究加入CuSO4溶液对该反应的影响,则t2= ℃,V2= mL。 研究表明,在相同条件下加入少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是 。 |
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