Question

10．铜和稀硝酸反应时，会出现奇妙的速率变化，开始时二者的反应速率非常慢，但随着反应的进行，反应速率却逐渐明显加快．对于上述变化的原因，课外活动小组同学进行了实验探究．
请回答下列问题：
（1）其中一项实验记录如下：
根据图分析，温度不是（填“是”或“不是”）影响该反应速率的主要因素，理由是温度不是反应速率明显加快的主要原因．
（1）在两只试管中分别盛有等量稀硝酸，再分别放入大小、形状均完全相同且等质量的纯铜片．向其中一只试管中加入少量Cu（NO₃）晶体，发现两只试管中的现象基本相同．该实验表明，Cu²⁺的浓度不是（填“是”或“不是”）影响该反应速率的主要因素．
（3）查阅文献，得到如下信息：“稀硫酸的氧化作用可以人为首先被还原为NO₂…硝酸通过NO₂获得还原剂的电子生成NO₂^-，反应便被加速…“NO₂^-或NO₂都是该反应的催化剂．
①为证明NO₂^-也是该反应的催化剂，甲同学设计如下实验：在铜与稀硝酸的反应 体系中加入少量KNO₂晶体，观察反应速率的变化．但乙同学指出，即使观察到明显变化也不能表明NO₂^-反应有催化作用，请指出乙同学的理由：未排除K⁺对该反应有无催化作用．
②某同学设计如下实验来验证NO₂，是该反应的催化剂：在规格相同的试管A、B 中均加入等体积等浓度的稀硝酸，再分别加入质量完全相同的铜片和铜粉．向B试管中通入NO₂气体，发现B试管中的反应速率明显比A试管的反应速率快．该同学的实验设计不合理，请指出改进措施：两支试管中均使用质量相同的铜粉．

Answer 1

分析 （1）验证温度对速率的影响，获得实验数据后可以获得一系列结论，如果把它放在整个实验探究中去理解可知最重要的结论是反应液温度上升不是反应速率明显加快的主要原因；
（2）加入少量Cu（NO₃）晶体，即Cu²⁺的浓度增加，但实验发现两只试管中的现象基本相同，故Cu²⁺的浓度不是影响该反应速率的主要因素；
（3）①据未排除K⁺对该反应有无催化作用来分析；
②探究性实验务必要做到控制变量来分析．

解答 解：（1）由图象可知，随着反应的进行，反应速率明显加快，但温度变化不大，所以温度不是反应速率明显加快的主要原因；
故答案为：不是；温度不是反应速率明显加快的主要原因；
（2）加入少量Cu（NO₃）晶体，即Cu²⁺的浓度增加，但实验发现两只试管中的现象基本相同，故Cu²⁺的浓度不是影响该反应速率的主要因素，
故答案为：不是；
（3）①在铜与稀硝酸的反应体系中加入少量KNO₂晶体，引入了K⁺，也可能是K⁺对该反应有催化作用，不一定是NO₂^-对该反应有催化作用，故乙同学的理由是未排除K⁺对该反应有无催化作用，
故答案为：未排除K⁺对该反应有无催化作用；
②研究NO₂是该反应的催化剂，故要控制其它条件相同，则两支试管中均使用质量相同的铜粉，故该同学的实验设计不合理，改进措施是两支试管中均使用质量相同的铜粉，
故答案为：两支试管中均使用质量相同的铜粉．

点评 本题考查了铜和硝酸的反应实验，设计实验是高考的热点，也是学习的难点，本题较为简单．