题目内容

1．铜和稀硝酸在常温常压下反应，开始时反应非常慢，但是随着反应的进行，反应速率不断地加大．某校合作学习小组的同学拟探究影响其速率的主要因素．
（1）Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）甲同学认为是生成的Cu2+对该反应起催化作用，欲验证其假设是否正确，其实验方法是：取两去试管分别加入同浓度的稀硝酸和相同的铜片，在其中一支中加入少量硫酸铜晶体，比较两者开始产生气泡的时间．
（3）乙同学依据铜和硝酸是放热反应，拟研究温度升高是否为该反应速度率不断加大的主要原因，实验结果如图1：

由此可得到的结论是80min内温度只上升了2℃，说明温度变化不是主要原因．
（4）丙同学查阅文献，得知稀硝酸与铜反应，还原产物起始也是NO2，NO2对该反应起催化作用．通过图2装置验证：实验发现左侧3min后开始大量产生气泡，右侧40min内无明显变化．
①氢氧化钠溶液的作用是吸收氮的氧化物，防止污染环境．
②该学生设计在左侧加的是2mol•L-1 HNO3溶液，右侧加的是2.2mol•L-1 硝酸．左侧浓度稍偏小，这样设计主要是考虑到左侧通入NO2时，一部分NO2与水反应会生成硝酸，使硝酸浓度变大．
（5）丁同学与丙同学交流后，他将实验改进为：在试管中加入3mL2mol•L-1 HNO3并放入铜片，然后加入几粒NaNO2晶体，发现只需1秒钟，铜片表面就开始产生气泡．由丁的实验推断出的可能结论是：NO2催化机理可能是在反应中得电子生成NO2-起催化作用（或答：NO2-对该反应也能起催化作用）．

分析 （1）铜与稀硝酸反应时，铜被氧化成铜离子，稀硝酸被还原为一氧化氮，根据电子守恒、电荷守恒配平离子方程式；
（2）选取两支试管，一支加入含有铜离子的盐，另一支不加铜盐，然后比较反应速率，从而确定铜离子是否影响反应速率；
（3）根据图象确定温度对反应速率的影响；
（4）二氧化氮是有毒气体，不能直接排空，要用碱液进行尾气处理；二氧化氮易溶于水产生硝酸；
（5）根据加入的物质和反应速率之间的关系确定亚硝酸根离子的作用．

解答 解：（1）铜与稀硝酸反应时，铜被氧化成铜离子，铜的化合价升高2价，稀硝酸被还原为一氧化氮，氮的化合价降低3价，所以铜与硝酸根的比例关系为3：2，
再根据电荷守恒配平离子反应方程式：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）为验证铜离子是否有催化作用，作比较实验，在一支试管中加入含有铜离子的盐，一支试管中不加铜盐，然后比较反应速率，根据反应速率大小确定假设是否正确，
故答案为：取两去试管分别加入同浓度的稀硝酸和相同的铜片，在其中一支中加入少量硫酸铜晶体，比较两者开始产生气泡的时间；
（3）根据图片知，80min内温度才上升了2℃，从而得知，温度升高不是其反应速率加快的主要原因，应该有其它因素，
故答案为：80min内温度只上升了2℃，说明温度变化不是主要原因；
（4）①，二氧化氮有毒不能直接排空，否则会污染空气，且二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，溶液呈酸性，所以可以用碱性物质吸收二氧化氮，
故答案为：吸收氮的氧化物，防止污染环境；
②二氧化氮溶于水生成硝酸，导致左侧试管中硝酸浓度增大，为了使两侧硝酸浓度相似，右侧试管中硝酸浓度应稍微大些，
故答案为：左侧通入NO2时，一部分NO2与水反应会生成硝酸，使硝酸浓度变大；
（5）根据实验知，加入几粒NaNO2晶体，发现只需1秒钟，铜片表面就开始产生气泡，由此说明亚硝酸根离子有催化作用，据此还可以说明二氧化氮的催化机理可能是在反应中得电子生成NO2-起催化作用，
故答案为：NO2催化机理可能是在反应中得电子生成NO2-起催化作用（或答：NO2-对该反应也能起催化作用）．

点评 本题考查探究实验，解答这类题时要注意尽可能的把题中的能够影响化学反应的因素找出，然后再利用控制变量法来进行判断，最后得出答案，难度较大．

练习册系列答案
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1．下列实验能达到实验目的是（　　）
A．
观察铁的吸氧腐蚀		B．
比较氯、碳、硅的非金属性
C．
实验室蒸馏石油		D．
甲烷与氯气的取代反应
2．甲基丁烷和氯气发生取代反应时，能生成一氯化物异构体的数目是（　　）
A．1种B．2种C．3种D．4种
19．X、Y、Z、M、N是元素周期表中的短周期主族元素，且原子序数依次递增．已知X的最外层电子数是次外层电子数的3倍，X、M同主族，Y在同周期主族元素中原子半径最大，Z的最高化合价与最低化合价的代数和为零．下列说法正确的是（　　）
A．气态氢化物的还原性：X＞M
B．Z、M元素最高价氧化物的水化物均为强酸
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6．硅酸盐中的酸根阴离子和二氧化硅一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元，在结构中，表示硅氧四面体（SiO4），则该结构式的通式为（Si6O17）n10n-．
6．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究．
实验一：甲同学研究的实验报告如表：
实  验  步  骤现  象结  论
①分别取等体积的2mol/L硫酸于试管中；
②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg．		反应快慢：
Mg＞Fe＞Cu		反应物的性质越活泼，反应速率越快．
该同学的实验目的是研究物质本身的性质对反应速率的影响；根据控制变量法，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是保持温度相同．
实验二：已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．
（1）针对上述实验现象，某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快．从影响化学反应速率的因素看，你猜想反应速率明显加快的原因还可能是生成的锰离子有催化作用．
（2）若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是B（选填编号）．
A．硫酸钾          B．硫酸锰         C．水      D．氯化锰．
13．为测定某H2C2O4溶液的浓度，取该溶液于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4后，用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定．
（1）滴定原理为：6H++2MnO4-+5H2C2O4═2Mn2++10CO2↑+8H2O（用离子方程式表示）．
（2）滴定时，KMnO4溶液应装在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，达到滴定终点时的现象为当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色．
（3）如图表示50mL滴定管中液面的位置，此时滴定管中液面的读数为21.40mL．
（4）为了减小实验误差，该同学一共进行了三次实验，假设每次所取H2C2O4溶液体积均为VmL，三次实验结果记录如下：
实验次数第一次第二次第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL26.3225.3525.30
从上表可以看出，第一次实验中记录消耗KMnO4溶液的体积明显多于后两次，其原因可能是BCD
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO4溶液的体积．
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡．
C．第一次滴定盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过，未用标准液润洗，后两次均用标准液润洗．
D．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗．
E．滴加KMnO4溶液过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，立刻停止滴定．
（5）根据所给数据，写出计算H2C2O4的物质的量浓度的表达式（不必化简）：C=$\frac{\frac{5}{2}×c×\frac{（25.35+25.30）}{2}×10{\;}^{-3}}{V×1{0}^{-3}}$mol/L．
10．X、Y、Z三种非金属元素具有相同的电子层数，它们的气态氢化物的稳定性的强弱顺序为XH3＜H2Y＜HZ，下列说法中正确的是（　　）
A．原子序数：X＞Y＞ZB．非金属性：X＜Y＜Z
C．原子半径：X＜Y＜ZD．原子得电子能力：X＞Y＞Z
11．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．实验室用氯化铝溶液和氨水制氢氧化铝：Al3++3OH-=Al（OH）3↑
B．Al与NaOH水溶液反应产生气体：Al+OH-+2H2O=Al（OH）3↓+2H2↑
C．用盐酸除铜锈[Cu2（OH）2CO3]：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑
D．FeCl3溶液与Cu反应：Fe3++Cu=Fe2++Cu2+

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