Question

（2011?上饒二模）如圖，將一鋅片放入1mol?L^-1藍色Cu（NO₃）₂溶液中，觀察到下列實驗現象：①反應初期鋅片上有大量氣泡冒出，同時液面的上一層Cu（NO₃）₂溶液開始呈現綠色，并且逐漸向液面下的深處擴散，試管底部有紅色固體出現．②與鋅片接觸的溶液溫度明顯升高，反應越來越劇烈，并在紅色固體上方開始出現一層藍色沉淀，并逐漸增多．③反應后期溶液逐漸變為無色，試管底部又有部分白色沉淀物．
回答下列問題：
（1）反應結束時，試管底部存在的一些藍色沉淀是什么物質

氫氧化銅

，白色沉淀可能是什么物質

氫氧化鋅

，用離子方程式表示實驗中觀察到的紅色固體產生的原因

Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺

．
（2）有學生甲認為，反應中產生的大量氣泡可能是氫氣，支持這種說法的理由是

Cu²⁺水解溶液顯酸性，鋅在酸性溶液中反應置換出氫氣

．
（3）學生乙將反應過程中產生的氣體用排水法收集起來，這是一種無色氣體，用爆鳴法測試不能產生爆嗚聲，則學生甲的假設被推翻．學生乙又對這種無色氣體進行推測，并設計了一個簡便的實驗方法證實了他的推測，寫出學生乙推測出的這種氣體的分子式

NO

；驗證該氣體的實驗方法是

在收集到的無色氣體中通入空氣可變紅棕色

．
（4）學生丙解釋反應速率逐漸加快的原因時，認為除溫度升高外還有一個重要因素，請問是什么因素？

鋅片表面附著銅，形成銅鋅原電池，可加快反應速率

．
（5）起初實驗小組同學認為，溶液顯綠色可能是Zn（NO₃）₂溶液的顏色，但學生丁將Zn（NO₃）₂固體溶于水后卻得到無色溶液，他馬上回想起該溶液的顏色與濃硝酸和銅片反應后的溶液顏色極為相似，于是他又提出了關于溶液呈綠色的一種新的假設：可能是硝酸銅溶液中溶入了一種氣體，這種氣體可能是

NO₂

，請設計一個簡單的實驗驗證這種假設正確與否

將綠色的混合溶液加熱若能放出紅棕色氣體、且溶液變藍色，說明這個假設正確或將NO₂氣體通入藍色硝酸銅溶液中觀察溶液顏色是否變綠色

．

Answer 1

分析：（1）可以根據物質之間相互作用的實驗現象和物質的性質等方面減小分析、判斷，從而得出正確的結論；
（2）硝酸銅的水溶液中，金屬銅離子水解會導致溶液顯示酸性，金屬鋅可以和酸發生反應；
（3）金屬和硝酸反應的產物是一氧化氮，一氧化氮易變為紅棕色的二氧化氮；
（4）當金屬做原電池的負極時，金屬易反應，從而加快化學發應速率；
（5）根據二氧化氮的存在和消失所導致的實驗現象角度來回答判斷．

解答：解：（1）①反應初期鋅片上有大量氣泡冒出，同時液面的上一層Cu（NO₃）₂溶液開始呈現綠色，并且逐漸向液面下的深處擴散，試管底部有紅色固體出現，此時是金屬鋅置換出了金屬銅，②與鋅片接觸的溶液溫度明顯升高，反應越來越劇烈，則銅離子的水解程度隨溫度升高逐漸增強，在紅色固體上方開始出現一層藍色沉淀即為氫氧化銅．③反應后期鋅離子水解會導致氫氧化鋅白色固體的出現，所以試管底部部分白色沉淀物為氫氧化鋅，
故答案為：氫氧化銅；氫氧化鋅；Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺；
（2）硝酸銅的水溶液中，金屬銅離子水解會導致溶液顯示酸性，金屬鋅可以和酸發生反應，
故答案為：Cu²⁺水解溶液顯酸性，鋅在酸性溶液中反應置換出氫氣；
（3）硝酸銅的水溶液中，金屬銅離子水解會導致溶液顯示酸性，在硝酸根存在下，相當于存在硝酸，金屬和硝酸反應的產物是一氧化氮，一氧化氮易變為紅棕色的二氧化氮，
故答案為：NO；在收集到的無色氣體中通入空氣可變紅棕色；
（4）在反應過程中，速率加快，原因有二：反應溫度升高，所以速率加快；鋅片表面附著銅，形成銅鋅原電池，可加快反應速率，
故答案為：鋅片表面附著銅，形成銅鋅原電池，可加快反應速率；
（5）根據實驗過程分析，除了產生氫氣外，再就是生成的一氧化氮變為的二氧化氮，可以采用加熱法，即將綠色的混合溶液加熱若能放出紅棕色氣體、且溶液變藍色，說明這個假設正確或將NO₂氣體通入藍色硝酸銅溶液中觀察溶液顏色是否變綠色，
故答案為：NO₂；將綠色的混合溶液加熱若能放出紅棕色氣體、且溶液變藍色，說明這個假設正確或將NO₂氣體通入藍色硝酸銅溶液中觀察溶液顏色是否變綠色．

點評：解答本題的關鍵是要充分理解各種物質的性質及其物質之間相互作用時的實驗現象，只有這樣才能對問題做出正確的判斷，本題綜合性很強，難度大．