Question

11．小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快．该小组通过实验探究其原因．请你和探究小组完成下列问题：
（1）提出合理假设．该实验中反应速率明显加快的原因可能是AC．
A．反应放热导致温度升高　　          B．压强增大
C．生成物的催化作用　　　　　　　D．反应物接触面积增大
（2）初步探究测定实验过程中不同时间溶液的温度，结果如表：

时间/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
温度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

根据表中实验数据规律，结合实验假设你能得出的结论是温度不是反应速率明显加快的主要原因．
（3）进一步探究．查阅文献了解到化学反应的产物（含中间产物）可能对反应有催化作用．为此，请你完成以下实验设计（将表格和实验目的补充完整）：

实验 编号	铜片 质量/g	0.1mol•L-1 硝酸/mL	硝酸铜 溶液/mL	亚硝酸钠 溶液/mL	水的体积 /mL	实验目的
①	5	20	0	0	0.5	实验①和②探究Cu2+对实验的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响．
②	5	20	0.5	0	0
③	5	20	0	X	0

表中X的值为，实验①和②探究Cu²⁺对实验的影响．

Answer 1

分析 （1）将铜片放入稀硝酸不再有其他操作，故接触面积是不需要列入合理假设的，由于反应物是固液体系，故压强也是不需要列入合理假设的．剩下的因素中，考虑温度和催化剂的影响；
（2）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；
（3）对比实验中溶液的总体积应相同；当探究进入到产物催化作用的研究，还是要从合理假设开始，从离子方程式看，新增的物质只有铜离子，故铜离子的影响应列入合理假设，另一种中间产物亚硝酸根的影响是试题提示的，然后才是针对每一个具体的探究目的设计对比实验．

解答 解：（1）除了将铜片放入稀硝酸不再有其他操作，故接触面积是不需要列入合理假设的，由于反应物是固液体系，故压强也是不需要列入合理假设的．剩下的因素中，温度要成为影响因素的前提是反应过程中体系温度升高，当然还有催化剂的影响，故答案为：AC；
（2）由表中数据可知，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：温度不是反应速率明显加快的主要原因；
（3）对比实验中溶液的总体积应相同，三个实验的总体积应为20.5mL，则X的值应为0.5mL；探究进入到产物催化作用的研究，还是要从合理假设开始，从离子方程式看，新增的物质只有铜离子，故铜离子的影响应列入合理假设（体系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不应列入合理假设；NO不溶于水立即逸出也不应列入合理假设），另一种中间产物亚硝酸根的影响是试题提示的，然后才是针对每一个具体的探究目的设计对比实验．由于探究是不是这种新增物质导致反应速率加快，因此对比的重点是有和无，而不是含量的多少，故作为对照的实验①除了铜片和稀硝酸不应该再引入其他物质，
故答案为：

实验 编号	铜片 质量/g	0.1mol•L-1 硝酸/mL	硝酸铜 溶液/mL	亚硝酸钠 溶液/mL	水的体积 /mL	实验目的
①						实验①和②探究 Cu2+对实验的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响．
②
③				0.5

点评 本题主要考查酸与铜反应的探究，为高频考点，侧重学生的分析能力和实验能力的考查，解答实验探究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，难度中等．