Question

9．如图①是某化学兴趣小组同学设计的研究铜和稀硝酸反应速率[v（NO）]的实验装置图．试回答下列问题：
（1）铜和稀硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）测定铜和稀硝酸反应速率[v（NO）]，本实验需要记录的实验数据为：NO的体积、反应时间．
（3）实验前怎样检验装置的气密性关闭分液漏斗盖b和活塞a，从U形管长管处置水至管长管中液面高于短管中液面，过一会，若液面差保持不变，则装置气密性良好．
（4）为保证实验的成功，加入一定量稀硝酸是很重要的操作，你认为应怎样进行为好？打开分液漏斗盖b和活塞a，从U形管右端注入稀硝酸至排尽左端空气，关闭活塞a后将弯曲的铜丝迅速伸入溶液并开始记录时间．
（5）该兴趣小组同学对实验数据进行处理后得到用NO表示铜和稀硝酸的反应速率和时间的关系图如图②所示．则：
①a→b，v（NO）变化的主要原因是：铜和稀硝酸反应是放热反应，体系温度升高，反应速率加快．
②b→c，v（NO）变化的主要原因是：反应进行一段时间后，体系与环境的温差大，散热加快，体系温度变化不大甚至有所下降，c（HNO₃）降低，反应速率降低．

Answer 1

分析 （1）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水；
（2）为测定铜和稀硝酸反应速率[v （NO）]，应测定单位时间内生成NO的体积；
（3）液封气体使U形管两侧形成液面高度差，一段时间内液面高度差保持不变，说明气密性良好；
（4）要防止NO被氧气氧化，用加入的稀硝酸排尽装置中空气；反应开始记录时间，反应完毕测定NO体积；
（5）温度与硝酸的浓度影响反应速率，开始阶段温度起主导作用，反应进行一段时间后，体系温度变化不大，硝酸浓度起主导作用．

解答 解：（1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应方程式为：3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）为测定铜和稀硝酸反应速率[v （NO）]，应测定单位时间内生成NO的体积，需要测定NO的体积和反应时间，
故答案为：NO的体积、反应时间；
（3）实验前检验装置的气密性：关闭分液漏斗盖b和活塞a，从U形管长管处置水至管长管中液面高于短管中液面，过一会，若液面差保持不变，则装置气密性良好，
故答案为：关闭分液漏斗盖b和活塞a，从U形管长管处置水至管长管中液面高于短管中液面，过一会，若液面差保持不变，则装置气密性良好；
（4）打开分液漏斗盖b和活塞a，从U形管右端注入稀硝酸至排尽左端空气，关闭活塞a，再将弯曲的铜丝迅速伸入溶液并开始记录时间，
故答案为：打开分液漏斗盖b和活塞a，从U形管右端注入稀硝酸至排尽左端空气，关闭活塞a；记录时间；
①a→b，反应速率加快，是因为铜和稀硝酸反应是放热反应，体系温度升高，反应速率加快，
故答案为：铜和稀硝酸反应是放热反应，体系温度升高，反应速率加快；
②b→c，化学反应速率减慢，是因为反应进行一段时间后，体系与环境的温差大，散热加快，体系温度变化不大甚至有所下降，c（HNO₃）降低，反应速率降低，
故答案为：反应进行一段时间后，体系与环境的温差大，散热加快，体系温度变化不大甚至有所下降，c（HNO₃）降低，反应速率降低．

点评 本题考查反应速率探究实验，关键是对原理的理解，掌握影响化学反应速率的因素，题目难度中等．