Question

Ⅰ．銅與稀硝酸反應的離子方程式為

 

；
在做銅與稀硝酸反應的實驗時，常觀察到試管內生成的氣體先為淺紅棕色，其原因是

 

；
為了能直接觀察到生成的氣體的顏色，可在往稀硝酸中加入銅的同時，加入少量碳酸鹽，那么加入少量碳酸鹽的作用是

 

．
Ⅱ．某研究性學習小組欲證明：在同溫同壓下，相同濃度、相同體積的酸性不同的一元酸與足量鎂帶反應時，生成氫氣的體積相同而反應速率不同，同時測定實驗室條件下的氣體摩爾體積．設計的簡易實驗裝置如右圖所示．該實驗的主要操作步驟如下：
①配制濃度均為1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液；
②量取15.00mL 1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液分別加入兩個錐形瓶中；
③分別稱取除去表面氧化膜的鎂帶a g，并系于銅絲末端；
④在廣口瓶中裝足量的水，按圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；
⑤將銅絲向下移動，使足量鎂帶浸入酸中（銅絲不與酸接觸），至反應完全，記錄相關數據；
⑥反應結束后待溫度恢復到室溫，調整乙和丙中液面使二者處于同一平面，讀出量筒中水的體積為V mL．
請你參與實驗并回答下列問題：
（1）量取15.00mL 1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液所用的儀器是

 

；
A．帶刻度的燒杯  B．量筒  C．酸式滴定管   D．堿式滴定管
（2）步驟③中a的數值至少是

 

；步驟④中檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法是：

 

；步驟⑤中應記錄的數據是

 

；
（3）本實驗裝置丙中量筒的規格是

 

（填序號）．
A．10mL    B．100mL    C．200mL      D．500mL
（4）若水蒸氣的影響忽略不計，在實驗室條件下，氣體摩爾體積的計算式為：V_m=

 

；
（5）試簡述速率不等的原因是

 

；銅絲不與酸接觸的原因是

 

．
（6）試寫出鎂與醋酸溶液反應的離子方程式：

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ、銅和稀硝酸 反應生成硝酸銅、一氧化氮和水；觀察到試管內生成的氣體先為淺紅棕色是因為試管中含有空氣，一氧化氮被氧氣氧化為紅棕色氣體二氧化氮；加入碳酸鹽會和硝酸反應生成二氧化碳氣體把試管中空氣趕凈，便于觀察生成的無色一氧化氮氣體；
Ⅱ、（1）量取15.00mL 1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液所用的儀器是精確度為0.01ml的酸式滴定管；
（2）依據化學方程式計算所需鎂的質量，依據裝置壓強變化和液面變化分析判斷裝置氣密性；比較化學反應速率，必須是比較一定時間之內的反應物濃度的變化或其它量的變化；
（3）根據化學方程式進行計算；
（4）根據氣體摩爾體積V_m=

V

n

來分析；
（5）從影響化學反應速率的因素來分析；根據鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定；
（6）鎂與醋酸溶液反應生成醋酸鎂和氫氣，醋酸是弱電解質．

解答：解：Ⅰ、銅和稀硝酸 反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；觀察到試管內生成的氣體先為淺紅棕色是因為試管中含有空氣，一氧化氮被氧氣氧化為紅棕色氣體二氧化氮；加入碳酸鹽會和硝酸反應生成二氧化碳氣體把試管中空氣趕凈，便于觀察生成的無色一氧化氮氣體；
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O； 試管內存在的空氣將生成的NO氧化為NO₂； 碳酸鹽與硝酸的反應速率快，生成的CO₂排走了試管內的空氣；
Ⅱ、（1）題中要求酸的體積10.00 mL較精確，應選酸式滴定管，如用堿式滴定管會腐蝕橡膠管，故答案為：C；
（2）Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
  24g　 2 mol　　　　　　　　
  a    1mol/L×0.015L　　
a=0.18g，
依據裝置圖分析．裝置氣密性檢查的方法是兩手掌緊貼錐形瓶外壁（或加熱）一會，如觀察到廣口瓶中長導管內有一段水柱升出液面，表明裝置不漏氣；
比較化學反應速率，必須是比較一定時間之內的反應物濃度的變化或其它量的變化；
故答案為：0.18；兩手掌緊貼錐形瓶外壁（或加熱）一會，如觀察到廣口瓶中長導管內有一段水柱升出液面，表明裝置不漏氣；反應起止時間；
（3）Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
　      2 mol　　　　　　　　1 mol
　 1 mol/L×0.015L　　      n（H₂）
n（H₂）=0.0075 mol，V（H₂）=0.0075 mol×22.4L/mol=0.168L=168ml，應選200 mL量筒，
故答案為：C；
（4）由（3）得氣體的物質的量為0.0075 mol，通過⑥的氣體的體積為V mL，V_m=

V

n

=

0.001V

0.0075

=

V

1000×0.0075

L/mol，故答案為：

V

1000×0.0075

L/mol；
（5）影響化學反應速率的因素有濃度、溫度、壓強等，本題為濃度不同；鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定，所以銅絲不與酸接觸，
故答案為：酸的濃度相同時，c（H⁺）不同；防止因形成原電池而干擾實驗現象的觀察；
（6）鎂與醋酸溶液反應生成醋酸鎂和氫氣，醋酸是弱電解質，醋酸鎂是溶于水的強電解質，反應的離子方程式為：Mg+2CH₃COOH=Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑，
故答案為：Mg+2CH₃COOH=Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑．

點評：本題為實驗探究題，注意實驗基本操作，注意基礎知識的掌握，難度中等．