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10.已知相同温度下,在溶液中进行的化学反应的快慢(化学反应速率)既与单位体积内参加反应的溶质质量(微粒数目)有关,也与参加反应的固体跟溶液的接触面积有关,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以加快氢气的生成速率,请回答下列问题
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑.
(2)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(混合前后溶液的体积变化忽略不计)分别加入到6个盛有过量等量锌粒(锌粒与溶液的接触面积相同)的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得同样多的气体所需的时间
实验混合溶液ABCDEF
28%稀盐酸/mL30V1V2V3V4V5
饱和CuSO溶液/mL00.52.55V620
HO/mLV7V8V9V1080
①请完成此实验设计,其中:V1=30;V6=12;
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加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积.

分析 (1)根据硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌进行解答;
(2)根据要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同.

解答 解:(1)锌为活泼金属,加入硫酸铜,发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,此外金属锌会和硫酸之间发生反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,
故答案为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(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,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,A组中硫酸为30mL,那么其它组硫酸量也都为30mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20mL,水为0,那么总量为20ml,所以V1=30mL,V6=12mL;
故答案为:30;12;
②因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降.故填:当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积.

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①中V1、V6的求得要注意分析表中数据;最后一问应该能够想到“覆盖”的问题,题目难度中等.

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1.如图是甲、乙两位同学一起在实验室进行的氢氧化钠与盐酸反应的实验.


根据如图实验,请你与甲、乙同学一起完成下列探究:
探究环节甲同学的探究乙同学的探究
提出问题A3溶液为什么不变红?B3溶液中溶质成分是什么?(酚酞不计)
作出猜想实验过程中,酚酞变质了猜想一:NaCl
猜想二:NaCl、HCl
实验验证(1)取少量A3溶液于另一试管中,向其中滴加NaOH溶液,溶液变红,说明甲同学的猜想不成立(填“成立”或“不成立”).
(2)你认为,在常温下A2溶液测出的pH应<(填“大于”、“=”、“<”)7.
取少量B3溶液加入盛有少量铁粉的试管中,观擦到有无色气体产生,固体逐渐减少,溶液由无色变为浅绿色,有关化学方程式是Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.
据此,你认为乙同学的猜想二(填“一”或“二”)成立.
交流反思(1)甲、乙同学的实验中,反应均涉及到的化学方程式是HCl+NaOH═NaCl+H2O.
(2)A3溶液未变红,你认为原因是A2溶液中盐酸较多,加入的NaOH溶液未将其完全中和.
(3)甲、乙同学经过实验对比探究,一致认为做化学实验时应注意药品用量的控制.

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