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).
5.在一次学生实验中,学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,发现:铝片与稀盐酸反应现象非常明显,而与稀硫酸几乎不反应.这和教材中“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气“的说法不一致.为排除因试剂变质等因素造成的影响,该学生在教师的指导下重新进行下列实验,验证是否存在上述现象.
实验用品:仪器(略,凡是实验需要的均有提供)
药品:3.0mol/L盐酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸,相同大小的铝片(纯度>99.5%)
实验过程:往三支相同的试管中分别加入相同的铝片各一片,再往试管中分别加入等体积的3.0mol/L盐酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸,观察反应进行到1、2、5、15、20分钟时的铝与酸反应的情况.结果如下:
反应进程(分钟)1251520
实验13.0mol/L盐酸少量气泡较多气泡大量气泡反应剧烈铝片耗尽
实验21.5mol/L硫酸均无明显现象(无气泡产生)
实验33.0mol/L硫酸均无明显现象(无气泡产生)
通过上述实验可知,无论是用1.5mol/L硫酸还是3.0mol/L硫酸,均无明显的现象,而3.0mol/L盐酸与铝片反应的现象却十分明显.
(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式是2Al+6H+═2Al3++3H2
(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是反应放出热量,温度升高,使化学反应速率加快.
(3)将实验2中硫酸的浓度设计为1.5mol/L的依据是统一氢离子的浓度,比较阴离子在反应中的不同作用
(4)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因”,你能对问题原因作出哪些假设或猜想(列出两种即可)?
假设一:促进金属铝表面的氧化膜与H+反应
假设二:对金属铝表面的氧化膜与H+反应起阻碍作用.
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).
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