Question

【題目】甲同學用圖1所示實驗裝置測定鋅與稀硫酸反應的速率

(1)甲同學測得產(chǎn)生H2體積與反應時間的關系如圖3所示，該條件下氣體摩爾體積為25 L·mol-1 ，溶液體積為40 mL，在20 s內(nèi)用Zn2+濃度表示的平均反應速率v(Zn2+)=_____________mol·(L·s)-1。

(2)實際測定中發(fā)現(xiàn)在t1到t2時段，H2的體積變化如圖3所示，試分析變化的原因:________

(3)乙同學認為圖1裝置中硫酸溶液的體積對H2的體積測定存在一定的影響 ,將實驗裝置進行如圖2所示改進,結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氫氣的速率發(fā)生明顯變化，分析可能的原因________

Answer 1

【答案】0.0025 溫度降低，氣體體積減小 形成Cu-Zn原電池，加快了反應速率

【解析】

(1)根據(jù)v=來計算化學反應速率；

(2)觀察到鋅與稀硫酸反應初期，反應放熱，溫度升高，反應速率加快；反應進行一定時間后，酸中氫離子濃度減小，反應速率減慢，在金屬鋅和硫酸的反應中，接近反應的最后階段，由于氣體的熱脹冷縮性質(zhì)，會發(fā)現(xiàn)氣體的體積突然減��；

(3)改進后，硫酸、銅和鋅形成原電池。

(1)根據(jù)金屬鋅和硫酸反應的實質(zhì)是：Zn+2H＋=Zn2＋+H2↑，產(chǎn)生氫氣50mL時，n(H2)物質(zhì)的量是=0.020mol，等于鋅離子的物質(zhì)的量，在20 s內(nèi)用Zn2+濃度表示的平均反應速率v(Zn2+)=== 0.0025mol·(L·s)-1。故答案為：0.0025；

(2)在金屬鋅和硫酸的反應中，接近反應的最后階段，由于氣體的熱脹冷縮性質(zhì)，會發(fā)現(xiàn)氣體的體積突然減小，所以氣體體積變化的原因：溫度降低，氣體體積減小，故答案為：溫度降低，氣體體積減小；

(3)改進后，硫酸、銅和鋅形成原電池，產(chǎn)生氫氣的速率發(fā)生明顯變化，所以可能的原因形成Cu-Zn原電池，加快了反應速率，故答案為：形成Cu-Zn原電池，加快了反應速率。