Question

Ⅰ．在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，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）加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是

硫酸铜与Zn反应产生的Cu与Zn及电解质溶液构成原电池，加快反应速率

；
（2）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有

升高温度、增大锌粒接触面积

（答两种）；
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某学习小组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-1H2SO4/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	15	10	0

请完成此实验设计，其中：V₂

=

V₅=

30

，V₆=

10

，V₈=

19.5

；
（第一空填“＞”、“＜”或“=”；后三空填具体数值）
Ⅱ．常温下，某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，HA和NaOH的浓度以及混合后溶液的pH如下表：

组别	c（HA）/mol?L-1	c（NaOH）/mol?L-1	混合液pH
甲	c	0.2	pH=7
乙	0.2	0.1	pH＞7
丙	0.1	0.1	pH=9

请回答下列问题：
（4）仅从甲组情况分析，c是否一定等于0.2？

否

（选填“是”或“否”）．
（5）分析乙组实验数据，HA是

弱

酸（选填“强”或“弱”）．该混合液中离子浓度由大到小的顺序是

c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

．
（6）丙组所得混合液中由水电离出的c（OH^-）=

10^-5

mol?L^-1．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）加入少量硫酸铜溶液，构成Cu、Zn原电池；
（2）根据温度、浓度、接触面积对反应速率的影响分析；
（3）研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸体积相同，硫酸铜溶液的体积以倍数递增，溶液的总体积为50mL；
Ⅱ．（4）某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，HA可能为强酸，也可能为弱酸；
（5）由乙可知反应溶液中的溶质为盐和HA，pH＞7，则盐水解；
（6）反应后恰好生成NaA，pH=9，则c（H⁺）=10^-9mol/L，利用Kw可知由水电离出的c（OH^-）．

解答：解：Ⅰ．（1）加入少量硫酸铜溶液，构成Cu、Zn原电池，则加快反应速率，故答案为：硫酸铜与Zn反应产生的Cu与Zn及电解质溶液构成原电池，加快反应速率；
（2）升高温度、适当增大浓度、增大锌粒接触面积都能加快反应速率，故答案为：升高温度、增大锌粒接触面积；
（3）研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸体积相同，即V₂=V₅=30，而硫酸铜溶液的体积以倍数递增，则V₆=5×2=10，溶液的总体积为50mL，所以V₈=50-0.5-30=19.5，
故答案为：=；30；10；19.5；
Ⅱ．（4）某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，HA可能为强酸，也可能为弱酸，则从甲组情况分析，若为强酸，则c=0.2，若为弱酸，则c大于0.2，故答案为：否；
（5）由乙可知反应溶液中的溶质为等量的盐和HA，pH＞7，则盐水解，该酸为弱酸，水解大于酸的电离，则离子浓度为c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：弱；c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（6）反应后恰好生成NaA，pH=9，则c（H⁺）=10^-9mol/L，利用Kw可知由水电离出的c（OH^-）=

10-14

10-9

=10^-5mol/L，故答案为：10^-5．

点评：本题考查反应速率及溶液中离子浓度比较，（3）中实验为解答的难点，注意研究中的变量即可解答，题目综合性较大，题目难度中等．