Question

為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)一 探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物．
實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，氣密性已檢查．
已知：FeSO₄+NO═[Fe（NO）]SO₄，該反應(yīng)較緩慢，待生成一定量[Fe（NO）]²⁺時(shí)突顯明顯棕色．
（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜，緩慢滴入稀硝酸，該實(shí)驗(yàn)操作的目的是

 

．
（2）銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中，若有NO₂，B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

；若只有NO生成，B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
實(shí)驗(yàn)二 探究銅和稀硝酸反應(yīng)速率先慢后快的原因
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)一，測得硝酸的濃度＜6mol?L^-1，只有NO生成．當(dāng)銅片與5mol?L^-1硝酸反應(yīng)時(shí)，開始時(shí)反應(yīng)非常緩慢，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快．為探究此反應(yīng)的反應(yīng)速率先慢后快的原因，進(jìn)行如下探究：
探究一：研究反應(yīng)過程的溫度變化對反應(yīng)速率的影響
實(shí)驗(yàn)所得曲線和現(xiàn)象記錄如圖2及表一．
（表一）

間/min	現(xiàn)象
0～15	銅表面出現(xiàn)氣泡，但速度很慢
25	溶液有很淺的藍(lán)色，氣泡生成速度加快
30	氣泡生成速度較快，均勻冒出
45	洗氣瓶中可見少量淡棕色的物質(zhì)
50	溶液中藍(lán)色明顯變深，洗氣瓶中突顯明顯棕色

（4）獲得圖2數(shù)據(jù)所需的測量儀器有

 

．
（5）從上述圖表分析可得到的結(jié)論是

 

．
（表二）

序號	溫度	銅片/g	硝酸/mL	硝酸銅/g
1	25℃	①	②	③
2	25℃	5	20	0.5
3	25℃	5	20	1.0

探究二：研究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對反應(yīng)速率的影響
設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，利用圖1裝置測定溶液突顯明顯棕色的時(shí)間．
（6）請將表二中將實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)條件填寫完整①

 

 ②

 

 ③

 

（7）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化，為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪�需要繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜，緩慢滴入稀硝酸，碳酸鈣與稀硝酸生成CO₂，將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O₂反應(yīng)生成NO₂對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾；
（2）在常溫下，銅片和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水；
（3）本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中，若有NO₂，NO₂溶于水生成硝酸，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，B瓶溶液出現(xiàn)血紅色；若只有NO生成，F(xiàn)eSO₄+NO═[Fe（NO）]SO₄，該反應(yīng)較緩慢，待生成一定量[Fe（NO）]²⁺時(shí)突顯明顯棕色；
（4）圖2是銅與稀硝酸反應(yīng)的溫度變化、時(shí)間變化的曲線圖，需要測定溫度與時(shí)間；
（5）由圖2曲線和表一可知，反應(yīng)30min時(shí)，反應(yīng)速率已經(jīng)較快了，再升高溫度，反應(yīng)速率增大有限，可知反應(yīng)溶液溫度升高不是使反應(yīng)速率加快的主要因素；
（6）表二，研究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物硝酸銅對反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)1作為對照試驗(yàn)，銅片的質(zhì)量、硝酸的體積應(yīng)該與試驗(yàn)2、3完全一樣，硝酸銅的質(zhì)量是0；
（7）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化，說明硝酸銅沒有催化作用；就需要研究另一種產(chǎn)物：NO對反應(yīng)速率是否有影響；

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜，緩慢滴入稀硝酸，碳酸鈣與稀硝酸生成CO₂，將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O₂反應(yīng)生成NO₂對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾；
故答案為：利用生成的CO₂將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O₂反應(yīng)生成NO₂對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾；                                        
（2）在常溫下，銅片和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，化學(xué)方程式為3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu （NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu （NO₃）₂+2NO↑+4H₂O； 
（3）本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中，若有NO₂，NO₂溶于水生成硝酸，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，B瓶溶液出現(xiàn)血紅色；若只有NO生成，F(xiàn)eSO₄+NO═[Fe（NO）]SO₄，該反應(yīng)較緩慢，待生成一定量[Fe（NO）]²⁺時(shí)突顯明顯棕色；
故答案為：B瓶溶液出現(xiàn)血紅色；B瓶溶液出現(xiàn)棕色；
（4）圖2是銅與稀硝酸反應(yīng)的溫度變化、時(shí)間變化的曲線圖，需要測定溫度與時(shí)間；故答案為：溫度計(jì)和秒表；
（5）由圖2曲線和表一可知，反應(yīng)30min時(shí)，反應(yīng)速率已經(jīng)較快了，再升高溫度，反應(yīng)速率增大有限，可知反應(yīng)溶液溫度升高不是使反應(yīng)速率加快的主要因素；
故答案為：反應(yīng)溶液溫度升高不是使反應(yīng)速率加快的主要因素；
（6）表二，研究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物硝酸銅對反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)1作為對照試驗(yàn)，銅片的質(zhì)量、硝酸的體積應(yīng)該與試驗(yàn)2、3完全一樣，硝酸銅的質(zhì)量是0；
故答案為：5；20；0；
（7）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化，說明硝酸銅沒有催化作用；就需要研究另一種產(chǎn)物：NO對反應(yīng)速率是否有影響；
故答案為：研究NO對反應(yīng)速率的影響．

點(diǎn)評：本題考查了銅和硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素，對比、對照分析是解題的關(guān)鍵．