Question

某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸，發(fā)現(xiàn)開始時反應(yīng)非常慢，一段時間后反應(yīng)速率明顯加快．該小組通過實驗探究其原因．
（1）該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）提出合理假設(shè)．該實驗中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是

 

A．反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高           
B．壓強(qiáng)增大
C．生成物的催化作用               
D．反應(yīng)物接觸面積增大
（3）初步探究．測定反應(yīng)過程中溶液不同時間的溫度，結(jié)果如下表：

時間/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
溫度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

結(jié)合實驗?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是

 

．
（4）進(jìn)一步探究．查閱文獻(xiàn)了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物（含中間產(chǎn)物）可能對反應(yīng)有催化作用，請根據(jù)以下實驗設(shè)計表將實驗?zāi)康难a(bǔ)充完整：

實驗 編號	銅片 質(zhì)量/g	0.1mol?L-1的 硝酸體積/mL	硝酸銅 晶體/g	亞硝酸鈉 晶體/g	實驗?zāi)康?/TD>
①	5	20	0	0	實驗①和②探究      影響；實驗①和③探究      的影響．
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

Answer 1

考點：化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專題：

分析：（1）金屬銅可以和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮、水；
（2）本題提供的實驗情景是具體的，除了將銅片放入稀硝酸不再有其他操作，故接觸面積是不需要列入合理假設(shè)的，由于反應(yīng)物是固液體系，故壓強(qiáng)也是不需要列入合理假設(shè)的．剩下的因素中，溫度要成為影響因素的前提是反應(yīng)過程中體系溫度升高，當(dāng)然還有催化劑的影響；
（3）驗證溫度對速率的影響，獲得實驗數(shù)據(jù)后可以獲得一系列結(jié)論，如果把它放在整個實驗探究中去理解可知最重要的結(jié)論是反應(yīng)液溫度上升不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
（4）當(dāng)探究進(jìn)入到產(chǎn)物催化作用的研究，還是要從合理假設(shè)開始，從離子方程式看，新增的物質(zhì)只有銅離子，故銅離子的影響應(yīng)列入合理假設(shè)（體系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不應(yīng)列入合理假設(shè)；NO不溶于水立即逸出也不應(yīng)列入合理假設(shè)），另一種中間產(chǎn)物亞硝酸根的影響是試題提示的，然后才是針對每一個具體的探究目的設(shè)計對比實驗．由于探究是不是這種新增物質(zhì)導(dǎo)致反應(yīng)速率加快，因此對比的重點是有和無，而不是含量的多少，故作為對照的實驗①除了銅片和稀硝酸不應(yīng)該再引入其他物質(zhì)．

解答： 解：（1）金屬銅可以和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮、水，離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）除了將銅片放入稀硝酸不再有其他操作，故接觸面積是不需要列入合理假設(shè)的，由于反應(yīng)物是固液體系，故壓強(qiáng)也是不需要列入合理假設(shè)的．剩下的因素中，溫度要成為影響因素的前提是反應(yīng)過程中體系溫度升高，當(dāng)然還有催化劑的影響，故答案為：AC；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率明顯加快，但溫度變化不大，所以溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因，
故答案為：溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
（4）探究進(jìn)入到產(chǎn)物催化作用的研究，還是要從合理假設(shè)開始，從離子方程式看，新增的物質(zhì)只有銅離子，故銅離子的影響應(yīng)列入合理假設(shè)（體系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不應(yīng)列入合理假設(shè)；NO不溶于水立即逸出也不應(yīng)列入合理假設(shè)），另一種中間產(chǎn)物亞硝酸根的影響是試題提示的，然后才是針對每一個具體的探究目的設(shè)計對比實驗．由于探究是不是這種新增物質(zhì)導(dǎo)致反應(yīng)速率加快，因此對比的重點是有和無，而不是含量的多少，故作為對照的實驗①除了銅片和稀硝酸不應(yīng)該再引入其他物質(zhì)，
如答案為：

實驗編號	銅片 質(zhì)量/g	0.1mol?L-1的 硝酸體積/mL	硝酸銅 晶體/g	亞硝酸鈉 晶體/g	實驗?zāi)康?/TD>
①	5	20	0	0	實驗①和②探究Cu2+的影響；實驗①和③探究亞硝酸根的影響．
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

點評：本題主要考查酸與銅反應(yīng)的探究，為高頻考點，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，解答實驗探究時要注意盡可能的把題中的能夠影響化學(xué)反應(yīng)的因素找出，然后再利用控制變量法來進(jìn)行判斷，最后得出答案，難度較大．