问题详情:
某同学在用稀硫*与锌制取*气的实验中,发现加入少量硫*铜溶液可加快*气的生成速率.请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的离子方程式有 ;
(2)为了进一步研究硫*铜的量对*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 A B C D E F
混
合
溶
液 4mol/LH2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
时间(min) 15 10 5 3 6 9
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*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*气的速率反而会下降,请分析*气生成速率下降的主要原因 ;
(3)改用锌粉与稀硫*反应,加入少量硫*铜溶液后充分振荡,一段时间剩余少量固体.该同学对固体成分提出下列假设:
假设1:全部为铜;
假设2: .
(4)请你设计实验验*上述假设1,完成下表内容.
实验方案(不要求写具体*作过程) 预期实验结果和结论
,
【回答】
考点: 探究影响化学反应速率的因素.
分析: (1)锌较活泼,可与硫*铜、硫*等发生置换反应;
(2)①为保*实验有对比*,只能逐渐改变一个变量分析,CuSO4溶液体积逐渐增多,故H2SO4的量应相等均为30mL,水的量减小,但每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等;
②生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,影响了反应速率;
(3)Zn置换出Cu,固体中一定有Cu,也可能有剩余的Zn,根据逻辑推理,假设2为Zn和Cu混合物;
(4)根据铜的金属活动*,不能置换出*气,加入稀盐*,如无气泡产生,则假设1成立;反之,不成立.
解答: 解:(1)因为Cu2+的氧化*比H+的强,所以加入硫*铜,Zn先跟硫*铜反应,反应完后再与*反应,反应的有关方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,
故*为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)锌为活泼金属,加入硫*铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学反应速率加快,
故*为:CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成CuZn微电池,加快了*气产生的速率;
(2)①要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保*其它条件相同,而且是探究硫*铜量的影响,那么每组硫*的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同.A组中硫*为30ml,那么其它组硫*量也都为30ml.而硫*铜溶液和水的总量应相同,F组中硫*铜20ml,水为0,那么总量为20ml,所以V6=10ml,V9=17.5ml,V1=30ml.
故*为:30;10;17.5;
②因为锌会先与硫*铜反应,直至硫*铜反应完才与硫*反应生成*气,硫*铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫*继续反应,*气生成速率下降,
故*为:当加入一定量的硫*铜后,生成的单质铜会沉积在Zn表面,降低了Zn与溶液接触的表面,使得*气的生成速率反而下降;
(3)Zn置换出Cu,固体中一定有Cu,也可能有剩余的Zn;
故*为:既有Zn又有Cu;
(4)根据铜的金属活动*,不能置换出*气,加入稀盐*,如无气泡产生,则假设1成立;反之,不成立;
故*为:
实验方案(不要求写具体*作过程) 预期实验结果和结论
取少量固体于试管中,滴加适量稀盐* 若有气泡产生,假设1不成立;
若无气泡产生,假设2成立.
.
点评: 本题考查了影响化学反应速率的因素,并且融合了化学实验,形式新颖灵活,本题的易错点在于第(2)小题,首先V1、V6、V9的求得要注意分析表中数据;题目难度中等.
知识点:化学反应速率
题型:填空题