Question

如图，将一锌片放入1mol•L^-1蓝色Cu（NO₃）₂溶液中，观察到下列实验现象：①反应初期锌片上有大量气泡冒出，同时液面的上一层Cu（NO₃）₂溶液开始呈现绿色，并且逐渐向液面下的深处扩散，试管底部有红色固体出现．②与锌片接触的溶液温度明显升高，反应越来越剧烈，并在红色固体上方开始出现一层蓝色沉淀，并逐渐增多．③反应后期溶液逐渐变为无色，试管底部又有部分白色沉淀物．
回答下列问题：
（1）反应结束时，试管底部存在的一些蓝色沉淀是什么物质______，白色沉淀可能是什么物质______，用离子方程式表示实验中观察到的红色固体产生的原因______．
（2）有学生甲认为，反应中产生的大量气泡可能是氢气，支持这种说法的理由是______．
（3）学生乙将反应过程中产生的气体用排水法收集起来，这是一种无色气体，用爆鸣法测试不能产生爆呜声，则学生甲的假设被推翻．学生乙又对这种无色气体进行推测，并设计了一个简便的实验方法证实了他的推测，写出学生乙推测出的这种气体的分子式______；验证该气体的实验方法是______．
（4）学生丙解释反应速率逐渐加快的原因时，认为除温度升高外还有一个重要因素，请问是什么因素？______．
（5）起初实验小组同学认为，溶液显绿色可能是Zn（NO₃）₂溶液的颜色，但学生丁将Zn（NO₃）₂固体溶于水后却得到无色溶液，他马上回想起该溶液的颜色与浓硝酸和铜片反应后的溶液颜色极为相似，于是他又提出了关于溶液呈绿色的一种新的假设：可能是硝酸铜溶液中溶入了一种气体，这种气体可能是______，请设计一个简单的实验验证这种假设正确与否______．

Answer

（1）可以根据物质之间相互作用的实验现象和物质的性质等方面减小分析、判断，从而得出正确的结论；
（2）硝酸铜的水溶液中，金属铜离子水解会导致溶液显示酸性，金属锌可以和酸发生反应；
（3）金属和硝酸反应的产物是一氧化氮，一氧化氮易变为红棕色的二氧化氮；
（4）当金属做原电池的负极时，金属易反应，从而加快化学发应速率；
（5）根据二氧化氮的存在和消失所导致的实验现象角度来回答判断．
【解析】
（1）①反应初期锌片上有大量气泡冒出，同时液面的上一层Cu（NO3）2溶液开始呈现绿色，并且逐渐向液面下的深处扩散，试管底部有红色固体出现，此时是金属锌置换出了金属铜，②与锌片接触的溶液温度明显升高，反应越来越剧烈，则铜离子的水解程度随温度升高逐渐增强，在红色固体上方开始出现一层蓝色沉淀即为氢氧化铜．③反应后期锌离子水解会导致氢氧化锌白色固体的出现，所以试管底部部分白色沉淀物为氢氧化锌，
故答案为：氢氧化铜；氢氧化锌；Zn+Cu2+=Cu+Zn2+；
（2）硝酸铜的水溶液中，金属铜离子水解会导致溶液显示酸性，金属锌可以和酸发生反应，
故答案为：Cu2+水解溶液显酸性，锌在酸性溶液中反应置换出氢气；
（3）硝酸铜的水溶液中，金属铜离子水解会导致溶液显示酸性，在硝酸根存在下，相当于存在硝酸，金属和硝酸反应的产物是一氧化氮，一氧化氮易变为红棕色的二氧化氮，
故答案为：NO；在收集到的无色气体中通入空气可变红棕色；
（4）在反应过程中，速率加快，原因有二：反应温度升高，所以速率加快；锌片表面附着铜，形成铜锌原电池，可加快反应速率，
故答案为：锌片表面附着铜，形成铜锌原电池，可加快反应速率；
（5）根据实验过程分析，除了产生氢气外，再就是生成的一氧化氮变为的二氧化氮，可以采用加热法，即将绿色的混合溶液加热若能放出红棕色气体、且溶液变蓝色，说明这个假设正确或将NO2气体通入蓝色硝酸铜溶液中观察溶液颜色是否变绿色，
故答案为：NO2；将绿色的混合溶液加热若能放出红棕色气体、且溶液变蓝色，说明这个假设正确或将NO2气体通入蓝色硝酸铜溶液中观察溶液颜色是否变绿色．