Question

9．如圖①是某化學興趣小組同學設計的研究銅和稀硝酸反應速率[v（NO）]的實驗裝置圖．試回答下列問題：
（1）銅和稀硝酸反應的化學方程式3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）測定銅和稀硝酸反應速率[v（NO）]，本實驗需要記錄的實驗數據為：NO的體積、反應時間．
（3）實驗前怎樣檢驗裝置的氣密性關閉分液漏斗蓋b和活塞a，從U形管長管處置水至管長管中液面高于短管中液面，過一會，若液面差保持不變，則裝置氣密性良好．
（4）為保證實驗的成功，加入一定量稀硝酸是很重要的操作，你認為應怎樣進行為好？打開分液漏斗蓋b和活塞a，從U形管右端注入稀硝酸至排盡左端空氣，關閉活塞a后將彎曲的銅絲迅速伸入溶液并開始記錄時間．
（5）該興趣小組同學對實驗數據進行處理后得到用NO表示銅和稀硝酸的反應速率和時間的關系圖如圖②所示．則：
①a→b，v（NO）變化的主要原因是：銅和稀硝酸反應是放熱反應，體系溫度升高，反應速率加快．
②b→c，v（NO）變化的主要原因是：反應進行一段時間后，體系與環境的溫差大，散熱加快，體系溫度變化不大甚至有所下降，c（HNO₃）降低，反應速率降低．

Answer 1

分析 （1）Cu與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO與水；
（2）為測定銅和稀硝酸反應速率[v （NO）]，應測定單位時間內生成NO的體積；
（3）液封氣體使U形管兩側形成液面高度差，一段時間內液面高度差保持不變，說明氣密性良好；
（4）要防止NO被氧氣氧化，用加入的稀硝酸排盡裝置中空氣；反應開始記錄時間，反應完畢測定NO體積；
（5）溫度與硝酸的濃度影響反應速率，開始階段溫度起主導作用，反應進行一段時間后，體系溫度變化不大，硝酸濃度起主導作用．

解答 解：（1）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應方程式為：3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）為測定銅和稀硝酸反應速率[v （NO）]，應測定單位時間內生成NO的體積，需要測定NO的體積和反應時間，
故答案為：NO的體積、反應時間；
（3）實驗前檢驗裝置的氣密性：關閉分液漏斗蓋b和活塞a，從U形管長管處置水至管長管中液面高于短管中液面，過一會，若液面差保持不變，則裝置氣密性良好，
故答案為：關閉分液漏斗蓋b和活塞a，從U形管長管處置水至管長管中液面高于短管中液面，過一會，若液面差保持不變，則裝置氣密性良好；
（4）打開分液漏斗蓋b和活塞a，從U形管右端注入稀硝酸至排盡左端空氣，關閉活塞a，再將彎曲的銅絲迅速伸入溶液并開始記錄時間，
故答案為：打開分液漏斗蓋b和活塞a，從U形管右端注入稀硝酸至排盡左端空氣，關閉活塞a；記錄時間；
①a→b，反應速率加快，是因為銅和稀硝酸反應是放熱反應，體系溫度升高，反應速率加快，
故答案為：銅和稀硝酸反應是放熱反應，體系溫度升高，反應速率加快；
②b→c，化學反應速率減慢，是因為反應進行一段時間后，體系與環境的溫差大，散熱加快，體系溫度變化不大甚至有所下降，c（HNO₃）降低，反應速率降低，
故答案為：反應進行一段時間后，體系與環境的溫差大，散熱加快，體系溫度變化不大甚至有所下降，c（HNO₃）降低，反應速率降低．

點評 本題考查反應速率探究實驗，關鍵是對原理的理解，掌握影響化學反應速率的因素，題目難度中等．