题目内容

1．某课外活动小组对“外界条件对铜与稀硝酸反应速率的影响”作了如下探究．
（1）现有以下仪器和用品：橡胶管、秒表、温度计、a mol/L 稀硝酸、b mol/L 稀硝酸及图中仪器．
①写出本实验的化学方程式：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，并标出电子转方向和数目：．
②设计实验方案：在相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度下，测定相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）．
③在如图中将 A、B、C、D、几处用橡胶管以正确方式连接起来，以测定反应所产生气体的体积（三个容器中的液体和水都已出）． 
④测定前，为避免 NO 被氧化为 NO2，要用 CO2排出锥形瓶和橡胶管中的空气：在锥形瓶中加入铜片后松开 K2弹簧夹，从 K2处的橡胶管向装置中通入 CO2，此时 K1处应进行的操作是松开K1弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止，则空气已排尽．
（2）注入稀硝酸后，在给定条件下设计实验探究浓度和温度对化学反应速率的影响：温度25℃、50℃；时间 t1、t2、t3；收集气体体积 V1、V2．请完成表：
实验编号稀硝酸的浓度
/（mol/L）		稀硝酸的体积
/mL		温度
/℃		时间
/min		收集气体的体积/mL
①aV25t1V1
②V
③V

分析 （1）①根据铜与稀硝酸反应中，铜做还原剂被氧化，而稀硝酸中的氮元素被还原为NO，根据得失电子数守恒来计算；
②从所给的药品和仪器可知，本题可以探究硝酸浓度的不同或温度的不同对反应速率的影响；
③根据题意可知，此装置应为排水量气装置，而D为反应的发生装置，连接量气管将量气管中的水排出，即量气管起排水量气的作用，而贮水管起到贮水的作用，故橡胶软管的应D接C接B接A，据此分析；
④由于量气管起到收集NO的作用，故将锥形瓶到量气管间的空气排干净即可，据此分析；
（2）要设计实验探究浓度对化学反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的影响因素一致，据此分析．

解答 解：（1）①因铜失去电子，HNO3得到电子，铜做还原剂被氧化，而稀硝酸中的氮元素被还原为NO，故化学方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；电子转移方向和数目用单线桥表示为：，
故答案为：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；；
②从所给的药品和仪器可知，本题可以探究硝酸浓度的不同或温度的不同对反应速率的影响，而要探究一个影响因素，则必须保持其他影响因素一致，故若探究硝酸浓度对反应速率的影响，则温度相同，反之，若温度不同，则硝酸浓度相同；测定反应速率的快慢，可以通过测定相同时间内产生气体体积或
产生相同体积的气体所需的时间来进行，
故答案为：相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）；相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）；
③根据题意可知，此装置应为排水量气装置，而D为反应的发生装置，生成的气体通过软管进入量气管，将其中的水排出，即量气管起排水量气的作用，排出的水进入贮水管，而贮水管起到贮水的作用，故橡胶软管的应D接C接B接A，故图为：，
故答案为：；
④由于量气管起到收集NO的作用，故要将锥形瓶到量气管间的空气排干净，从从K2处的橡胶管向装置中通入CO2，松开K1弹簧夹，在K1处接盛有澄清石灰水的烧杯，直到石灰水变浑浊时为止，故答案为：松开K1弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止；
（2）要设计实验探究浓度对化学反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的影响因素一致，故若②的稀硝酸的浓度为b，则应保持温度与①的相同即25℃，而由于稀硝酸的浓度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t2；
既然①②对比试验探究的是浓度的不同对反应速率的影响，则①③探究的是温度的不同对反应速率的影响，故③中温度应为50℃，则稀硝酸的浓度应为a，而由于温度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t2．故答案为：

实验
编号		稀硝酸的浓度/（mol/L）稀硝酸的体积/mL温度
/℃		时间
/min		收集气体
的体积/mL
①aV25t1V1
②bV25t1（或t2）V2（或V1）
③a（或b）V50t2（或t1）V1（或V2）
．

点评 本题考查了影响反应速率的因素，应注意的是要探究某个因素对反应速率的影响，则必须保持其他影响因素一致，且可以通过测量在相同时间段内收集到的气体体积的大小或收集相同体积的气体所需的时间来判断反应速率的快慢．

练习册系列答案
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（3）实验时C中观察到的现象是黑色固体逐渐变成红色．
（4）若要检验反应生成的水，可将试管D及烧杯部分改成两个相连的干燥管，第一个干燥管X内装有无水硫酸铜，现象是白色固体变蓝色；第二个干燥管Y内装有碱石灰，作用是防止E中的水蒸气进入干燥管X，影响水的检验．
9．用NaOH与Na2CO3•nH2O的混合物共28g配制成100mL溶液，测得该溶液中c（Na+）=4mol•L-1．另取相同质量的上述混合物，加入足量的盐酸完全反应后，放出的气体在标准状况下的体积为3.36L，试计算：
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16．如图有关实验原理、装置、操作或结论的描述中，不正确的是（有关装置中的夹持仪器略去未画）（　　）
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（2）由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（3）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A：
①已知1 mol A能与足量的NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8 L气体．写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O；
②又知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与足量盐酸反应的离子方程式SO32-+2H+=SO2↑+H2O；
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a．取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体．过一段时间白色沉淀变成灰褐色，最终变成红褐色；
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①B的化学式为（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O．
②B溶液中的离子浓度由大到小的顺序为c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（Fe 2+ ）＞c（H+）＞c（OH-）．
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