Question

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。請回答下列問題:
(1)上述實驗中發生反應的化學方程式有 　________________________________; 
(2)要加快上述實驗中氣體產生的速率,還可采取的措施有　　　　　　　　　　　　(答兩種); 
(3)為了進一步研究硫酸銅的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粒的反應容器中,收集產生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

實驗 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4 mol·L-1 H2SO4溶液/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

 
①請完成此實驗設計,其中:V₁=　　　　,V₆=　　　　,V₉=　　　　; 
②反應一段時間后,實驗A中的金屬呈　　　　色,實驗E中的金屬呈　　　　色; 
③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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

Answer 1

(1)Zn+CuSO₄ZnSO₄+Cu
Zn+H₂SO₄ZnSO₄+H₂↑
(2)升高反應溫度、適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等
(3)①30　10　17.5
②灰黑　暗紅
③當加入一定量的CuSO₄后,生成的單質Cu會沉積在Zn的表面,降低了Zn與溶液的接觸面積

(1)分析實驗中涉及的物質:Zn、CuSO₄、H₂SO₄,其中能發生的化學反應有2個:Zn+CuSO₄ZnSO₄+Cu,Zn+H₂SO₄ZnSO₄+H₂↑。
(2)根據影響化學反應速率的外界因素,則加快反應速率的方法還有:增大反應物濃度,升高溫度,使用催化劑,增大鋅粒的比表面積等。注意H₂SO₄濃度不能過大,濃硫酸與Zn反應不生成H₂。
(3)若研究CuSO₄的量對H₂生成速率的影響,則實驗中除CuSO₄的量不同之外,其他物質的量均相同,則V₁=V₂=V₃=V₄=V₅="30" mL,最終溶液總體積相同,由實驗F可知,溶液的總體積均為50 mL,則V₆="10" mL,V₉="17.5" mL。隨著CuSO₄的量增大,則附著在Zn片表面的Cu會越來越多,當Cu完全附蓋Zn片時,Zn不能與H₂SO₄接觸,則H₂生成速率會減慢,且Zn片表面的Cu為暗紅色。