思路导航:①图2和图1相比,开始生成Mn2+的反应速率较低,但随后突然加快,这说明生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用)。
②要验证Mn2+对该反应有催化作用,可以向溶液中加入硫酸锰进行验证。
③如果假设正确,则与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间少于4min。
答案:①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用)
②MnSO4
③与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间少于4min
例题2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)上述实验中发生反应的化学方程式有;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是;
(3)实验室中现有Na2SO3、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4这4种溶液,可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是;
(4)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);
(5)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 H2SO4/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反应一段时间后,实验A中的金属呈色,实验E中的金属呈色;
③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。
思路导航:(1)方程式为Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。
(2)加入少量硫酸铜溶液后,锌可置换出铜,从而构成铜锌原电池,加快反应速率。
(3)K、Na和Mg均比锌活泼,属于活泼性很强的金属,所以只有Ag2SO4可以。
(4)影响化学反应速率的因素有温度、浓度和固体的表面积等。
(5)①AB属于对照实验,所以V1=30mL。根据所加的饱和CuSO4溶液的体积变化趋势来分析,后者的体积总是前面的2倍,所以V6=10mL。要保证实验中硫酸的浓度相等,根据实验F中水的体积和饱和CuSO4溶液的体积分析V9=20mL-2.5mL=17.5mL。②实验A中没有原电池反应,是锌直接和硫酸的反应,所以金属会变暗。而实验E中生成铜单质,构成了原电池反应,所以呈暗红色。③当加入的CuSO4溶液超过一定量时,会析出大量的金属铜覆盖在锌表面,阻止锌和硫酸的反应。
答案:(1)Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成微电池,加快了氢气产生的速度
(3)Ag2SO4
(4)升高反应温度,适当增加硫酸的浓度,增加锌粒的表面积(答两个)
(5)①30 10 17.5