Question

10．銅和稀硝酸反應(yīng)時，會出現(xiàn)奇妙的速率變化，開始時二者的反應(yīng)速率非常慢，但隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)速率卻逐漸明顯加快．對于上述變化的原因，課外活動小組同學進行了實驗探究．
請回答下列問題：
（1）其中一項實驗記錄如下：
根據(jù)圖分析，溫度不是（填“是”或“不是”）影響該反應(yīng)速率的主要因素，理由是溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因．
（1）在兩只試管中分別盛有等量稀硝酸，再分別放入大小、形狀均完全相同且等質(zhì)量的純銅片．向其中一只試管中加入少量Cu（NO₃）晶體，發(fā)現(xiàn)兩只試管中的現(xiàn)象基本相同．該實驗表明，Cu²⁺的濃度不是（填“是”或“不是”）影響該反應(yīng)速率的主要因素．
（3）查閱文獻，得到如下信息：“稀硫酸的氧化作用可以人為首先被還原為NO₂…硝酸通過NO₂獲得還原劑的電子生成NO₂^-，反應(yīng)便被加速…“NO₂^-或NO₂都是該反應(yīng)的催化劑．
①為證明NO₂^-也是該反應(yīng)的催化劑，甲同學設(shè)計如下實驗：在銅與稀硝酸的反應(yīng) 體系中加入少量KNO₂晶體，觀察反應(yīng)速率的變化．但乙同學指出，即使觀察到明顯變化也不能表明NO₂^-反應(yīng)有催化作用，請指出乙同學的理由：未排除K⁺對該反應(yīng)有無催化作用．
②某同學設(shè)計如下實驗來驗證NO₂，是該反應(yīng)的催化劑：在規(guī)格相同的試管A、B 中均加入等體積等濃度的稀硝酸，再分別加入質(zhì)量完全相同的銅片和銅粉．向B試管中通入NO₂氣體，發(fā)現(xiàn)B試管中的反應(yīng)速率明顯比A試管的反應(yīng)速率快．該同學的實驗設(shè)計不合理，請指出改進措施：兩支試管中均使用質(zhì)量相同的銅粉．

Answer 1

分析 （1）驗證溫度對速率的影響，獲得實驗數(shù)據(jù)后可以獲得一系列結(jié)論，如果把它放在整個實驗探究中去理解可知最重要的結(jié)論是反應(yīng)液溫度上升不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
（2）加入少量Cu（NO₃）晶體，即Cu²⁺的濃度增加，但實驗發(fā)現(xiàn)兩只試管中的現(xiàn)象基本相同，故Cu²⁺的濃度不是影響該反應(yīng)速率的主要因素；
（3）①據(jù)未排除K⁺對該反應(yīng)有無催化作用來分析；
②探究性實驗務(wù)必要做到控制變量來分析．

解答 解：（1）由圖象可知，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)速率明顯加快，但溫度變化不大，所以溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
故答案為：不是；溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
（2）加入少量Cu（NO₃）晶體，即Cu²⁺的濃度增加，但實驗發(fā)現(xiàn)兩只試管中的現(xiàn)象基本相同，故Cu²⁺的濃度不是影響該反應(yīng)速率的主要因素，
故答案為：不是；
（3）①在銅與稀硝酸的反應(yīng)體系中加入少量KNO₂晶體，引入了K⁺，也可能是K⁺對該反應(yīng)有催化作用，不一定是NO₂^-對該反應(yīng)有催化作用，故乙同學的理由是未排除K⁺對該反應(yīng)有無催化作用，
故答案為：未排除K⁺對該反應(yīng)有無催化作用；
②研究NO₂是該反應(yīng)的催化劑，故要控制其它條件相同，則兩支試管中均使用質(zhì)量相同的銅粉，故該同學的實驗設(shè)計不合理，改進措施是兩支試管中均使用質(zhì)量相同的銅粉，
故答案為：兩支試管中均使用質(zhì)量相同的銅粉．

點評 本題考查了銅和硝酸的反應(yīng)實驗，設(shè)計實驗是高考的熱點，也是學習的難點，本題較為簡單．