题目内容

8．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所示：
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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8．某研究性学习小组为了验证CH4是否具有还原性，设计了如下实验：

（1）实验过程中观察到无水CuSO4逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则CH4与CuO反应的化学方程式为CH4+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+4Cu+2H2O．
（2）研究小组将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是溴单质与甲烷发生了取代反应．
请设计一个实验方案证明你的结论（用文字表示，不必画实验装置图）用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者可能发生了取代反应（或溴单质被甲烷气体带走，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质可能被甲烷气体带走）．
9．下列说法不正确的是（　　）
A．“水滴石穿”是溶解了CO2的雨水与CaCO3的长期作用，生成了可溶性的Ca（HCO3）2
B．新型水处理剂高铁酸钠（Na2FeO4），因为具有强氧化性，所以能对水进行消毒，同时，还原产物能形成带电的氢氧化铁胶体，能使水中的杂质沉降而达到净水的目的
C．利用二氧化碳等原料合成的聚碳酸酯类可降解塑料替代聚乙烯塑料，可以缓解白色污染
D．如果人觉察到室内煤气浓度较高的时候，应该将头尽量贴地，匍匐行进至门口或者窗口，不要急着打开电灯
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-．
3．草酸与高锰酸钾在酸性条件下发生如下反应：MnO4-+H2C2O4+H+→Mn2++CO2↑+H2O （未配平）
用4.0mL 0.001mol/L KMnO4溶液与2.0mL 0.010mol/L H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响．改变的条件如下：
实验组别10%硫酸体积/mL温度/℃其他物质
Ⅰ2.0mL20/
Ⅱ2.0mL20少量MnSO4粉末
Ⅲ2.0mL30/
Ⅳ1.0mL201.0mL蒸馏水
（1）该反应中若有0.1molH2C2O4反应，转移的电子的物质的量为0.2mol，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：5．
（2）本实验可通过观察高锰酸钾溶液完全褪色的时间来比较各组反应的反应速率大小，要观察到预期现象，草酸的物质的量必须满足过量（填“过量”、“恰好完全反应”或“不够反应量”）的条件．
（3）对比实验I和II，可以研究催化剂对化学反应速率的影响．
（4）对比实验I和IV，可以研究H+的浓度（或硫酸溶液的浓度）对化学反应速率的影响，实验IV加人1.0mL蒸馏水的目的是确保溶液总体积相同，仅改变硫酸的浓度，而高锰酸钾浓度和草酸浓度都相同．
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．
20．下列说法正确的是（　　）
A．室温下用广范pH试纸测得某氯水的pH=4
B．酸式滴定管的润洗操作：关闭滴定管活塞，往上口加入3～5mL待装液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿滴定管内壁，然后将液体从上口倒出，重复此操作2～3次
C．若酸碱中和滴定过程中用待测液润洗锥形瓶，则测定结果偏高
D．酸碱中和滴定的终点是指酸和碱恰好完全反应，此时溶液一定呈中性
17．下列各组物质中，每种物质都既含离子键又含共价键的是（　　）
A．Na2O2、CaCl2B．CO2、CH4C．NH4Cl、NaOHD．NaF、HNO3
18．下列实验方案能达到实验目的是（　　）
选项实验目的实验方案
A检验Fe2O3中是否含有FeO向少量固体样品中加入适量稀硝酸溶解后，再滴加少量的高锰酸钾溶解
B测定NaHCO3和NH4Cl固体混合物中NaHCO3
的质量分数		准确称取ag样品和坩埚总质量，加强热后在空
气中冷却至室温，再称量得到总质量为bg
C探究温度对化学平衡的影响把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气体的两支试管（密封）分别浸入冷水和热水中
D除去CO2气体中混有的少量HCl气体将混合气体依次通过盛有饱和Na2CO3溶液和浓H2SO4的洗气瓶
A．AB．BC．CD．D

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