Question

11．小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸，發(fā)現(xiàn)開始時(shí)反應(yīng)非常慢，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快．該小組通過實(shí)驗(yàn)探究其原因．請你和探究小組完成下列問題：
（1）提出合理假設(shè)．該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是AC．
A．反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高　　          B．壓強(qiáng)增大
C．生成物的催化作用　　　　　　　D．反應(yīng)物接觸面積增大
（2）初步探究測定實(shí)驗(yàn)過程中不同時(shí)間溶液的溫度，結(jié)果如表：

時(shí)間/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
溫度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)律，結(jié)合實(shí)驗(yàn)假設(shè)你能得出的結(jié)論是溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因．
（3）進(jìn)一步探究．查閱文獻(xiàn)了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物（含中間產(chǎn)物）可能對反應(yīng)有催化作用．為此，請你完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（將表格和實(shí)驗(yàn)?zāi)康难a(bǔ)充完整）：

實(shí)驗(yàn) 編號	銅片 質(zhì)量/g	0.1mol•L-1 硝酸/mL	硝酸銅 溶液/mL	亞硝酸鈉 溶液/mL	水的體積 /mL	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	5	20	0	0	0.5	實(shí)驗(yàn)①和②探究Cu2+對實(shí)驗(yàn)的影響；實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響．
②	5	20	0.5	0	0
③	5	20	0	X	0

表中X的值為，實(shí)驗(yàn)①和②探究Cu²⁺對實(shí)驗(yàn)的影響．

Answer 1

分析 （1）將銅片放入稀硝酸不再有其他操作，故接觸面積是不需要列入合理假設(shè)的，由于反應(yīng)物是固液體系，故壓強(qiáng)也是不需要列入合理假設(shè)的．剩下的因素中，考慮溫度和催化劑的影響；
（2）驗(yàn)證溫度對速率的影響，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后可以獲得一系列結(jié)論，如果把它放在整個(gè)實(shí)驗(yàn)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；
（3）對比實(shí)驗(yàn)中溶液的總體積應(yīng)相同；當(dāng)探究進(jìn)入到產(chǎn)物催化作用的研究，還是要從合理假設(shè)開始，從離子方程式看，新增的物質(zhì)只有銅離子，故銅離子的影響應(yīng)列入合理假設(shè)，另一種中間產(chǎn)物亞硝酸根的影響是試題提示的，然后才是針對每一個(gè)具體的探究目的設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）除了將銅片放入稀硝酸不再有其他操作，故接觸面積是不需要列入合理假設(shè)的，由于反應(yīng)物是固液體系，故壓強(qiáng)也是不需要列入合理假設(shè)的．剩下的因素中，溫度要成為影響因素的前提是反應(yīng)過程中體系溫度升高，當(dāng)然還有催化劑的影響，故答案為：AC；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)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：溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
（3）對比實(shí)驗(yàn)中溶液的總體積應(yīng)相同，三個(gè)實(shí)驗(yàn)的總體積應(yīng)為20.5mL，則X的值應(yīng)為0.5mL；探究進(jìn)入到產(chǎn)物催化作用的研究，還是要從合理假設(shè)開始，從離子方程式看，新增的物質(zhì)只有銅離子，故銅離子的影響應(yīng)列入合理假設(shè)（體系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不應(yīng)列入合理假設(shè)；NO不溶于水立即逸出也不應(yīng)列入合理假設(shè)），另一種中間產(chǎn)物亞硝酸根的影響是試題提示的，然后才是針對每一個(gè)具體的探究目的設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)．由于探究是不是這種新增物質(zhì)導(dǎo)致反應(yīng)速率加快，因此對比的重點(diǎn)是有和無，而不是含量的多少，故作為對照的實(shí)驗(yàn)①除了銅片和稀硝酸不應(yīng)該再引入其他物質(zhì)，
故答案為：

實(shí)驗(yàn) 編號	銅片 質(zhì)量/g	0.1mol•L-1 硝酸/mL	硝酸銅 溶液/mL	亞硝酸鈉 溶液/mL	水的體積 /mL	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①						實(shí)驗(yàn)①和②探究 Cu2+對實(shí)驗(yàn)的影響；實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響．
②
③				0.5

點(diǎn)評 本題主要考查酸與銅反應(yīng)的探究，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，解答�?shí)驗(yàn)探究時(shí)要注意盡可能的把題中的能夠影響化學(xué)反應(yīng)的因素找出，然后再利用控制變量法來進(jìn)行判斷，最后得出答案，難度中等．