如图1所示,某兴趣小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时气泡产生速率非常慢,一段时间后速率明显加快,烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深,液面上方的气体颜色也在不断加深。该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因。
图 1 图 2
(1)图1中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 ;
用离子方程式表示NaOH溶液所起的作用 ;
(2)小组同学提出了如下假设并设计实验探究:
Ⅰ.甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,完成此实验还需要的仪器是 ;
测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:
时间/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
50 |
60 |
70 |
80 |
温度/℃ |
25 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26.5 |
27 |
27 |
27 |
27 |
结合实验目的和表中数据,你得出的结论是 ;
Ⅱ.乙同学认为生成的Cu2+对反应有催化作用,为验证此假设,取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸,那么最好是在其中一支试管中加入少量的 (填序号)。
A.硝酸铜晶体 B.硝酸铜溶液 C.硫酸铜晶体 D.硫酸铜溶液
然后对比两支试管的反应,发现现象基本相同。因此得出结论:Cu2+并不是反应的催化剂。
Ⅲ. 丙同学根据现象推测反应过程中还有少量 生成,进而认为该物质对反应有催化作用,如图2所示,实验中丙同学从a处通入该物质后,发现左管中产生气泡速率明显快于右管。小组同学得出最后结论:这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用。
(3)实验结束后,发现试管中溶液呈绿色,而不显蓝色。部分同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质。请你设计一个实验方案来证明哪种假设正确。(写出实验操作、实验现象和结论) 。