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。

為了進一步研究硫酸銅的用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。（假設混合溶液總體積等于混合前各溶液的體積之和）

實驗 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/LH2SO4/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

請回答下列問題：

①請完成此實驗設計，其中：V3=___，V8=___；

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___。

③實驗A測得：收集到產生H2體積為112mL（標準狀況下）時所需的時間為10分鐘，求化學反應速率υ(H2SO4)=___（忽略反應前后溶液體積變化）。

Answer 1

【答案】30 19.5 當加入一定量的CuSO4后，生成的Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積，使得生成氫氣的速率下降 0.01mol/(L·min)

【解析】

①要研究硫酸銅的用量對氫氣生成速率的影響，要保證其它條件相同，只改變硫酸銅的量，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，則V8=20mL-0.5mL=19.5mL，V3=30mL，

故答案為：30；19.5；

②因為鋅會先與硫酸銅反應，直至硫酸銅反應完才與硫酸反應生成氫氣，硫酸銅量較多時，反應時間較長，而且生成的銅會附著在鋅片上，降低了鋅與溶液的接觸面積，會阻礙鋅片與硫酸繼續反應，氫氣生成速率下降，故答案為：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；

③收集到產生H2體積為112mL（標準狀況下）時所需的時間為10分鐘，

解得：n（H2SO4）=0.005mol，υ(H2SO4)== =0.01mol/（L·min），

故答案為：0.01mol/（L·min）