Question

【題目】某課外活動小組對“外界條件對銅與稀硝酸反應(yīng)速率的影響”作了如下探究．

（1）現(xiàn)有以下儀器和用品：橡膠管、秒表、溫度計(jì)、amol/L稀硝酸、bmol/L稀硝酸及下圖中儀器．

①寫出本實(shí)驗(yàn)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)方向和數(shù)目：__________________________．

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在_________________下，測定________________________________．

③在答卷的圖中將A、B、C、D、幾處用橡膠管以正確方式連接起來，以測定反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的體積（三個(gè)容器中的液體和水都已畫出）_______________．

④測定前，為避免NO被氧化為NO2，要用CO2排出錐形瓶和橡膠管中的空氣：在錐形瓶中加入銅片后松開K2彈簧夾，從K2處的橡膠管向裝置中通入CO2，此時(shí)K1處應(yīng)進(jìn)行的操作是____________，則空氣已排盡．

（2）注入稀硝酸后，在給定條件下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度和溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：溫度25℃、50℃；時(shí)間t1、t2、t3；收集氣體體積V1、V2．請完成下表：____________

實(shí)驗(yàn) 編號	稀硝酸的濃度/(mol/L)	稀硝酸的體積/mL	溫度 /℃	時(shí)間 /min	收集氣體 的體積/mL
①	a	V	25	t1	V1
②		V
③		V

Answer 1

【答案】 相同稀硝酸濃度、不同溫度（或相同溫度、不同稀硝酸濃度） 相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積（或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間） 松開K1彈簧夾，接導(dǎo)管通入澄清石灰水至出現(xiàn)白色渾濁為止

實(shí)驗(yàn) 編號	稀硝酸的濃度/(mol/L)	稀硝酸的體積/mL	溫度 /℃	時(shí)間 /min	收集氣體 的體積/mL
①	a	V	25	t1	V1
②	b	V	25	t1(或t2)	V2(或V1)
③	a(或b)	V	50	t2(或t1)	V1(或V2)

(只要組合體現(xiàn)唯一變量、時(shí)間同則氣體體積不同；時(shí)間不同則氣體體積相同，均給分)

【解析】

（1）①因銅失去電子，HNO3得到電子，銅作還原劑被氧化，而稀硝酸中的氮元素被還原為NO，化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目用單線橋表示為；

②從所給的藥品和儀器可知，本實(shí)驗(yàn)可以探究硝酸濃度的不同或溫度的不同對反應(yīng)速率的影響，而要探究一個(gè)影響因素，則必須保持其他影響因素一致，故若探究硝酸濃度對反應(yīng)速率的影響，則溫度相同，反之，若溫度不同，則硝酸濃度相同；測定反應(yīng)速率的快慢，可以通過測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間來進(jìn)行，故答案為：相同稀硝酸濃度、不同溫度（或相同溫度、不同稀硝酸濃度）；相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積（或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間）；

③根據(jù)題意可知，此裝置應(yīng)為排水量氣裝置，而D為反應(yīng)的發(fā)生裝置，生成的氣體通過軟管進(jìn)入量氣管，將其中的水排出，即量氣管起排水量氣的作用，排出的水進(jìn)入貯水管，而貯水管起到貯水的作用，故橡膠軟管的應(yīng)D接C接B接A，故圖為：；

④由于量氣管起到收集NO的作用，故要將錐形瓶到量氣管間的空氣排干凈，從K2處的橡膠管向裝置中通入CO2，松開K1彈簧夾，在K1處接盛有澄清石灰水的燒杯，直到石灰水變渾濁時(shí)為止，故答案為：松開K1彈簧夾，接導(dǎo)管通入澄清石灰水至出現(xiàn)白色渾濁為止；

（2）要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則必須保持其他影響反應(yīng)速率的影響因素一致，故若②的稀硝酸的濃度為b，則應(yīng)保持溫度與①的相同即25℃，而由于稀硝酸的濃度不同，故反應(yīng)速率不同，則在相同的時(shí)間段內(nèi)，收集到的其他的體積要不同，即時(shí)間為t1，則收集到的氣體體積應(yīng)為V2；或收集相同體積的氣體時(shí)，所需的時(shí)間不同，即收集到的氣體體積也為V1，但所需時(shí)間為t2；既然①②對比試驗(yàn)探究的是濃度的不同對反應(yīng)速率的影響，則①③探究的是溫度的不同對反應(yīng)速率的影響，故③中溫度應(yīng)為50℃，則稀硝酸的濃度應(yīng)為a，而由于溫度不同，故反應(yīng)速率不同，則在相同的時(shí)間段內(nèi)，收集到的其他的體積要不同，即時(shí)間為t1，則收集到的氣體體積應(yīng)為V2；或收集相同體積的氣體時(shí)，所需的時(shí)間不同，即收集到的氣體體積也為V1，但所需時(shí)間為t2，故答案為：

實(shí)驗(yàn) 編號	稀硝酸的濃度/(mol/L)	稀硝酸的體積/mL	溫度 /℃	時(shí)間 /min	收集氣體 的體積/mL
①	a	V	25	t1	V1
②	b	V	25	t1(或t2)	V2(或V1)
③	a(或b)	V	50	t2(或t1)	V1(或V2)

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