Question

13．在一次實驗課上，各小組同學利用不同地點采集的石灰石與稀鹽酸反應制取二氧化碳．小明發現，不同組反應產生氣體的速率不一樣．于是，各小組同學對影響產生二氧化碳速率的因素進行了如下實驗探究：
【設計實驗】實驗裝置如圖一所示：

【實驗一】探究不同地點采集的石灰石對反應速率的影響分別取出形狀相同、質量相同、地點不同的石灰石，加入質量相同、溶質質量分數也相同的稀鹽酸進行實驗．生成二氧化碳的體積（v）與反應時間（t）的關系如圖二所示：
（1）反應的化學方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）實驗結論：①小華組反應產生氣體的速率較快．
②小明組產生氣體的體積較小（填“大”或“小”），說明小明組采集的石灰石中碳酸鈣含量較低（填“高”或“低”）．
【實驗二】探究不同溶質質量分數的鹽酸對反應速率的影響．
小軍用不同質量分數的鹽酸和各方面都相同的石灰石進行如下實驗．

實驗編號	鹽酸的質量分數（均取15g）	相同石灰石（均取1g）	二氧化碳的體積（mL）（均收集1分鐘）
實驗Ⅰ	5%	石灰石	86.3
實驗Ⅱ	10%	石灰石	152.7

（3）從上述實驗中得出不同溶質質量分數的鹽酸對反應速率影響的結論是鹽酸溶質質量分數越大，反應速率越大．
（4）如果反應時間充足，且所用鹽酸是足量的，那么理論上兩組實驗反應所得到的二氧化碳氣體的體積是（填“是”或“否”）相同的．
【問題與討論】
（5）圖一裝置氣密性檢查的方法：用手指把裝置C中的導管口堵住，往分液漏斗中加水，打開分液漏斗中加水，打開分液漏斗的活塞，如果分液漏斗內形成穩定的水柱，則圖一裝置的氣密性好．
（6）同學們用圖一裝置B收集二氧化碳氣體，其中油層的作用是防止二氧化碳溶于水，該裝置中量筒的作用是通過測量流入水的體積來測量生成二氧化碳氣體的體積．
（7）你認為影響產生二氧化碳速率的因素還可能是（寫一個）：石灰石的形狀（或石塊質量不同、鹽酸質量不同、溫度），請寫出驗證的實驗方案：別取質量相同、地點相同、形狀大小不同的石灰石，加入質量相同、溶質質量分數相同的鹽酸進行實驗．測量相同時間內產生而氧虎灘氣體的體積．

Answer 1

分析 【實驗一】根據控制不同地點的石塊這一個變量解答；
（1）根據碳酸鈣和鹽酸反應產生氯化鈣、水和二氧化碳解答；
（2）根據圖中信息進行分析解答；
【實驗二】
（3）根據表中數據可知：鹽酸溶質質量分數越大，反應速率越大解答；
（4）根據所用鹽酸是足量，相同質量各方面都相同的石灰石產生的二氧化碳的質量相等解答；
【問題與討論】
（5）根據檢驗裝置氣密性的方法解答；
（6）根據二氧化碳易溶于水，用圖一裝置B收集二氧化碳氣體，其中油層的作用是防止二氧化碳溶于水解答；
（7）根據所用石灰石的形狀（或石塊質量不同、鹽酸質量不同、溫度）設計實驗解答；

解答 解：【實驗一】探究不同地點采集的石灰石對反應速率的影響分別取出形狀相同、質量相同、地點不同的石灰石，加入質量相同、溶質質量分數也相同的稀鹽酸進行實驗；
（1）小石塊與稀鹽酸反應制取二氧化碳的化學方程式為 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）①由圖示可知：小華組反應產生氣體的速率較快．
②小明組產生氣體的體積較小，說明小明組采集的石灰石中碳酸鈣含量較低；
【實驗二】
（3）從上述實驗中得出不同溶質質量分數的鹽酸對反應速率影響的結論是：鹽酸溶質質量分數越大，反應速率越大；
（4）如果反應時間充足，且所用鹽酸是足量的，那么理論上兩組實驗反應所得到的二氧化碳氣體的體積是相同的．
【問題與討論】
（5）圖一裝置氣密性檢查的方法：用手指把裝置C中的導管口堵住，往分液漏斗中加水，打開分液漏斗的活塞，如果分液漏斗內形成穩定的水柱，則圖一裝置的氣密性好．
（6）同學們用圖一裝置B收集二氧化碳氣體，其中油層的作用是防止二氧化碳溶于水；該裝置中量筒的作用是通過測量流入水的體積來測量生成二氧化碳氣體的體積；
（7）影響產生二氧化碳速率的因素還可能是：石灰石的形狀（或石塊質量不同、鹽酸質量不同、溫度）等；
要設計的實驗是：分別取質量相同、地點相同、形狀大小不同的石灰石，加入質量相同、溶質質量分數相同的鹽酸進行實驗．測量相同時間內產生而氧虎灘氣體的體積．
答案：
【實驗一】地點；
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）①小華；②小；低；
【實驗二】
（3）鹽酸溶質質量分數越大，反應速率越大；
（4）是；
【問題與討論】
（5）分液漏斗內形成穩定的水柱；
（6）防止二氧化碳溶于水；通過測量流入水的體積來測量生成二氧化碳氣體的體積；
（7）要設計的實驗是：分別取質量相同、地點相同、形狀大小不同的石灰石，加入質量相同、溶質質量分數相同的鹽酸進行實驗．測量相同時間內產生而氧虎灘氣體的體積．

點評 本題考查了化學反應速率的影響因素，通過控制變量的方法研究化學問題是一種常用的方法，同學們要學會如何控制一個反應的變量，明確哪些變量可以控制等．