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某同學(xué)在探究銅絲與1.35mol/LHNO3反應(yīng)的反應(yīng)速率變化的原因。反應(yīng)體系溫度(T)-時(shí)間(t)變化曲線如圖1,生成的NO體積(V)-時(shí)間(t)變化曲線如圖2。實(shí)驗(yàn)過程中觀察到溶液由反應(yīng)最初的藍(lán)色變?yōu)榫G色,最終變?yōu)樯钏{(lán)色。
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資料:i.已知HNO2是弱酸,不穩(wěn)定,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。
ii.Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+存在時(shí)溶液顯藍(lán)色,以[Cu(NO2x]2-x存在時(shí)顯綠色。
iii.Ag++NO2-=AgNO2↓(淡黃色)。
(1)根據(jù)圖1可知,Cu與稀HNO3的反應(yīng)是
放熱
放熱
(選“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)的離子方程式是
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4 H2O
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4 H2O
。
(2)為探究溶液顏色變化原因的進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。取上述實(shí)驗(yàn)初期(A)、中期(B)、后期(C)三個(gè)不同時(shí)間段的溶液各1mL,分別加入相同濃度的KMnO4(H+)溶液和相同濃度的AgNO3溶液。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 A溶液(淺藍(lán)色) B溶液(綠色) C溶液(深藍(lán)色)
滴加KMnO4(H+)溶液 滴入5滴后不再褪色 滴入20滴后仍褪色 滴入10滴后不褪色
滴加AgNO3溶液 無明顯現(xiàn)象 淡黃色沉淀 淡黃色沉淀
①依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,能證明A、B、C溶液中一定含有的粒子是
HNO2 (或NO2-
HNO2 (或NO2-
(填化學(xué)用語);若將A、B、C三種溶液加熱一段時(shí)間,冷卻后,再滴加KMnO4(H+)溶液,溶液均不褪色,原因是
HNO2不穩(wěn)定受熱分解
HNO2不穩(wěn)定受熱分解
。
②請(qǐng)從粒子種類和濃度變化的角度解釋銅與稀硝酸反應(yīng)過程中,溶液由反應(yīng)最初的藍(lán)色變?yōu)榫G色,最終變?yōu)樯钏{(lán)色的原因是
反應(yīng)開始時(shí),生成的HNO2(或NO2-)較少,Cu2+與H2O形成[Cu(H2O)4]2+而呈藍(lán)色;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c (NO2-)不斷增大,Cu2+與NO2-形成[Cu(NO2x]2-x 而呈綠色;反應(yīng)到最后階段,由于HNO2不穩(wěn)定而分解,Cu2+又與H2O形成[Cu(H2O)4]2+,且由于生成的Cu2+越來越多,c{[Cu(H2O)4]2+}增大,藍(lán)色加深
反應(yīng)開始時(shí),生成的HNO2(或NO2-)較少,Cu2+與H2O形成[Cu(H2O)4]2+而呈藍(lán)色;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c (NO2-)不斷增大,Cu2+與NO2-形成[Cu(NO2x]2-x 而呈綠色;反應(yīng)到最后階段,由于HNO2不穩(wěn)定而分解,Cu2+又與H2O形成[Cu(H2O)4]2+,且由于生成的Cu2+越來越多,c{[Cu(H2O)4]2+}增大,藍(lán)色加深

(3)依據(jù)圖2,在200分鐘時(shí),反應(yīng)速率突然加快,推測其原因可能是由NO2-引起的,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以證明:
將銅絲插入1.35mol/L HNO3溶液中,無明顯現(xiàn)象,加入少量NaNO2,體系反應(yīng)速率明顯加快,說明NO2-加快了該反應(yīng)的速率
將銅絲插入1.35mol/L HNO3溶液中,無明顯現(xiàn)象,加入少量NaNO2,體系反應(yīng)速率明顯加快,說明NO2-加快了該反應(yīng)的速率
。

【答案】放熱;3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4 H2O;HNO2 (或NO2-);HNO2不穩(wěn)定受熱分解;反應(yīng)開始時(shí),生成的HNO2(或NO2-)較少,Cu2+與H2O形成[Cu(H2O)4]2+而呈藍(lán)色;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c (NO2-)不斷增大,Cu2+與NO2-形成[Cu(NO2x]2-x 而呈綠色;反應(yīng)到最后階段,由于HNO2不穩(wěn)定而分解,Cu2+又與H2O形成[Cu(H2O)4]2+,且由于生成的Cu2+越來越多,c{[Cu(H2O)4]2+}增大,藍(lán)色加深;將銅絲插入1.35mol/L HNO3溶液中,無明顯現(xiàn)象,加入少量NaNO2,體系反應(yīng)速率明顯加快,說明NO2-加快了該反應(yīng)的速率
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:73引用:4難度:0.7
相似題
  • 1.為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
    實(shí)驗(yàn)一:探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,氣密性已檢查。
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    已知FeSO4+NO═[Fe(NO)]SO4,該反應(yīng)較緩慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+時(shí)突顯明顯棕色。
    (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜,緩慢滴入稀硝酸,該實(shí)驗(yàn)操作的目的是
     
    。
    (2)銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    (3)本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中,若有NO2,則B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
     
    ;若只有NO生成,則B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
     
    。
    實(shí)驗(yàn)二:探究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),利用圖示裝置測定溶液突顯明顯棕色的時(shí)間。
    序號(hào)溫度銅片/g硝酸/mL硝酸銅/g
    125℃
    225℃5200.5
    325℃5201.0
    (4)請(qǐng)將上表中實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)條件填寫完整
     

    (5)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需要繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:2引用:1難度:0.5
  • 2.如圖1所示,某興趣小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸,發(fā)現(xiàn)開始時(shí)氣泡產(chǎn)生速率非常慢,一段時(shí)間后速率明顯加快,燒瓶內(nèi)溶液呈淺藍(lán)色并不斷加深,液面上方的氣體顏色也在不斷加深.該小組同學(xué)擬通過實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)速率變化的原因.
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    (1)圖1中銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為
     

    用離子方程式表示NaOH溶液所起的作用
     
    ;
    (2)小組同學(xué)提出了如下假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究:
    Ⅰ.甲同學(xué)認(rèn)為是反應(yīng)放熱導(dǎo)致溶液溫度升高所致,完成此實(shí)驗(yàn)還需要的儀器是
     
    ;
    測定反應(yīng)過程中溶液不同時(shí)間的溫度,結(jié)果如表:

    時(shí)間/min05101520253550607080
    溫度/℃25262626262626.527272727
    結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù),你得出的結(jié)論是
     

    Ⅱ.乙同學(xué)認(rèn)為生成的Cu2+對(duì)反應(yīng)有催化作用,為驗(yàn)證此假設(shè),取A、B兩支試管分別加入等量的銅片和稀硝酸,那么最好是在其中一支試管中加入少量的
     
    (填序號(hào)),
    A.硝酸銅晶體        B.硝酸銅溶液        C.硫酸銅晶體        D.硫酸銅溶液
    然后對(duì)比兩支試管的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象基本相同.因此得出結(jié)論:Cu2+并不是反應(yīng)的催化劑.
    Ⅲ.丙同學(xué)根據(jù)現(xiàn)象推測反應(yīng)過程中還有少量
     
     生成,進(jìn)而認(rèn)為該物質(zhì)對(duì)反應(yīng)有催化作用,如圖2所示,實(shí)驗(yàn)中丙同學(xué)從a處通入該物質(zhì)后,發(fā)現(xiàn)左管中產(chǎn)生氣泡速率明顯快于右管.小組同學(xué)得出最后結(jié)論:這種物質(zhì)對(duì)銅和稀硝酸的反應(yīng)有催化作用.
    (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)試管中溶液呈綠色,而不顯藍(lán)色.部分同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致,另一部分同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了通入的物質(zhì).請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來證明哪種假設(shè)正確.(寫出實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論)
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:9引用:3難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).
    實(shí)驗(yàn)一 探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物.
    實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,氣密性已檢查.
    已知:FeSO4+NO═[Fe(NO)]SO4,該反應(yīng)較緩慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+時(shí)突顯明顯棕色.
    (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜,緩慢滴入稀硝酸,該實(shí)驗(yàn)操作的目的是
     

    (2)銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    (3)本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中,若有NO2,B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
     
    ;若只有NO生成,B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
     

    實(shí)驗(yàn)二 探究銅和稀硝酸反應(yīng)速率先慢后快的原因
    經(jīng)過實(shí)驗(yàn)一,測得硝酸的濃度<6mol?L-1,只有NO生成.當(dāng)銅片與5mol?L-1硝酸反應(yīng)時(shí),開始時(shí)反應(yīng)非常緩慢,一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快.為探究此反應(yīng)的反應(yīng)速率先慢后快的原因,進(jìn)行如下探究:
    探究一:研究反應(yīng)過程的溫度變化對(duì)反應(yīng)速率的影響
    實(shí)驗(yàn)所得曲線和現(xiàn)象記錄如圖2及表一.
    (表一)
    間/min現(xiàn)象
    0~15銅表面出現(xiàn)氣泡,但速度很慢
    25溶液有很淺的藍(lán)色,氣泡生成速度加快
    30氣泡生成速度較快,均勻冒出
    45洗氣瓶中可見少量淡棕色的物質(zhì)
    50溶液中藍(lán)色明顯變深,洗氣瓶中突顯明顯棕色
    (4)獲得圖2數(shù)據(jù)所需的測量儀器有
     

    (5)從上述圖表分析可得到的結(jié)論是
     

    (表二)
    序號(hào)溫度銅片/g硝酸/mL硝酸銅/g
    125℃
    225℃5200.5
    325℃5201.0
    探究二:研究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)速率的影響
    設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),利用圖1裝置測定溶液突顯明顯棕色的時(shí)間.
    (6)請(qǐng)將表二中將實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)條件填寫完整①
     
     ②
     
     ③
     

    (7)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需要繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:34引用:2難度:0.5
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