Question

9．某課外活動(dòng)小組對(duì)“外界條件對(duì)銅與稀硝酸反應(yīng)速率的影響”作了如下探究．
（1）現(xiàn)有以下儀器和用品：橡膠管、秒表、溫度計(jì)、amol/L稀硝酸、bmol/L稀硝酸及下圖中儀器．
①寫出本實(shí)驗(yàn)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)方向和數(shù)目：．
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在相同稀硝酸濃度、不同溫度（或相同溫度、不同稀硝酸濃度）下，測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積（或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間）．
③在答卷的圖中將A、B、C、D、幾處用橡膠管
以正確方式連接起來，以測(cè)定反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的
體積（三個(gè)容器中的液體和水都已畫出）．
④測(cè)定前，為避免NO被氧化為NO₂，要用CO₂
排出錐形瓶和橡膠管中的空氣：裝入銅片、松開K₂彈簧夾，從K₂處的橡膠管向裝置中通入CO₂，此時(shí)K₁處應(yīng)進(jìn)行的操作是松開K₁彈簧夾，接導(dǎo)管通入澄清石灰水至出現(xiàn)白色渾濁為止．
（2）在K₂處注入硝酸發(fā)生反應(yīng)．在給定條件下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：溫度25℃、50℃；時(shí)間t₁、t₂、t₃；收集氣體體積V₁、V₂．請(qǐng)完成下表：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	稀硝酸的濃度/（mol/L）	稀硝酸的體積/mL	溫度 /℃	時(shí)間 /min	收集氣體 的體積/mL
①	a	V	25	t1	V1
②		V
③		V

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)銅與稀硝酸反應(yīng)中，銅做還原劑被氧化，而稀硝酸中的氮元素被還原為NO，根據(jù)得失電子數(shù)守恒來計(jì)算；
②從所給的藥品和儀器可知，本題可以探究硝酸濃度的不同或溫度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響；
③根據(jù)題意可知，此裝置應(yīng)為排水量氣裝置，而D為反應(yīng)的發(fā)生裝置，連接量氣管將量氣管中的水排出，即量氣管起排水量氣的作用，而貯水管起到貯水的作用，故橡膠軟管的應(yīng)D接C接B接A，據(jù)此分析；
④由于量氣管起到收集NO的作用，故將錐形瓶到量氣管間的空氣排干凈即可，據(jù)此分析；
（2）要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則必須保持其他影響反應(yīng)速率的影響因素一致，據(jù)此分析．

解答 解：（1）①因銅失去電子，HNO₃得到電子，銅做還原劑被氧化，而稀硝酸中的氮元素被還原為NO，故化學(xué)方程式為：
，故答案為：；
②從所給的藥品和儀器可知，本題可以探究硝酸濃度的不同或溫度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響，而要探究一個(gè)影響因素，則必須保持其他影響因素一致，故若探究硝酸濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則溫度相同，反之，若溫度不同，則硝酸濃度相同；測(cè)定反應(yīng)速率的快慢，可以通過測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積或
產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間來進(jìn)行，
故答案為：相同稀硝酸濃度、不同溫度（或相同溫度、不同稀硝酸濃度）；相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積（或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間）；
③根據(jù)題意可知，此裝置應(yīng)為排水量氣裝置，而D為反應(yīng)的發(fā)生裝置，生成的氣體通過軟管進(jìn)入量氣管，將其中的水排出，即量氣管起排水量氣的作用，排出的水進(jìn)入貯水管，而貯水管起到貯水的作用，故橡膠軟管的應(yīng)D接C接B接A，故圖為：，故答案為：；


④由于量氣管起到收集NO的作用，故要將錐形瓶到量氣管間的空氣排干凈，從從K₂處的橡膠管向裝置中通入CO₂，松開K₁彈簧夾，在K₁處接盛有澄清石灰水的燒杯，直到石灰水變渾濁時(shí)為止，故答案為：松開K₁彈簧夾，接導(dǎo)管通入澄清石灰水至出現(xiàn)白色渾濁為止；
（2）要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則必須保持其他影響反應(yīng)速率的影響因素一致，故若②的稀硝酸的濃度為b，則應(yīng)保持溫度與①的相同即25℃，而由于稀硝酸的濃度不同，故反應(yīng)速率不同，則在相同的時(shí)間段內(nèi)，收集到的其他的體積要不同，即時(shí)間為t₁，則收集到的氣體體積應(yīng)為V₂；或收集相同體積的氣體時(shí)，所需的時(shí)間不同，即收集到的氣體體積也為V₁，但所需時(shí)間為t₂；
既然①②對(duì)比試驗(yàn)探究的是濃度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響，則①③探究的是溫度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響，故③中溫度應(yīng)為50℃，則稀硝酸的濃度應(yīng)為a，而由于溫度不同，故反應(yīng)速率不同，則在相同的時(shí)間段內(nèi)，收集到的其他的體積要不同，即時(shí)間為t₁，則收集到的氣體體積應(yīng)為V₂；或收集相同體積的氣體時(shí)，所需的時(shí)間不同，即收集到的氣體體積也為V₁，但所需時(shí)間為t₂．故答案為：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	稀硝酸的濃度/（mol/L）	稀硝酸的體積/mL	溫度 /℃	時(shí)間 /min	收集氣體 的體積/mL
①	a	V	25	t1	V1
②	b	V	25	t1（或t2）	V2（或V1）
③	a（或b）	V	50	t2（或t1）	V1（或V2）

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響反應(yīng)速率的因素，應(yīng)注意的是要探究某個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，則必須保持其他影響因素一致，且可以通過測(cè)量在相同時(shí)間段內(nèi)收集到的氣體體積的大小或收集相同體積的氣體所需的時(shí)間來判斷反應(yīng)速率的快慢．