Question

某實驗小組對實驗室制二氧化碳反應速率的影響因素以及反應后的產物進行了探究：
Ⅰ探究影響反應速率的因素：實驗所用的試劑和反應條件如下：
實驗小組設計的實驗方案部分如下表，請根據信息幫助把表格空缺填寫完整．

實驗編號	溫度	大理石	鹽酸濃度	實驗探究目的
①	20℃	粗顆粒	5%	ⅰ實驗①和②探究濃度對反應快慢的影響． ⅱ實驗②和   探究溫度對對反應快慢的影響． ⅲ實驗①和③探究大理石粗細對反應快慢的影響．
②	20℃	粗顆粒
③		細顆粒	5%
④	40℃		10%

Ⅱ對反應后廢液成分的探究：

為檢驗溶液中鹽酸的存在，實驗小組同學準備采用三個方案進行檢驗，請判斷這些方案是否合理并寫出理由：

方案	填是否合理	說明理由（寫化學方程式）
測溶液的pH是否小于7	合理	氯化鈣是中性溶液，而鹽酸呈酸性．
滴加硝酸銀溶液觀察是否有白色沉淀生成		．
加鐵粉觀察是否有氣泡		．

實驗證明，該廢液中含鹽酸．
Ⅲ反應后溶液中氯化鈣的質量測定：
燒杯中裝有一定量的反應廢液，已探究得知該廢液為氯化鈣和鹽酸的混合溶液，其中含氯化氫3.65g．實驗小組為了測定混合溶液中氯化鈣的質量，向燒杯中逐滴加入10.6%的碳酸鈉溶液，得到沉淀的質量記錄如下：

加入碳酸鈉溶液的質量/g	40.0	80.0	120.0	160.0	200.0
生成沉淀的質量/g	0.0	3.0	7.0	10.0	10.0

（1）得到沉淀的總質量為

 

g，該混合液中氯化鈣的質量為

 

g．
（2）參加反應的碳酸鈉溶液的總質量是多少克？寫出計算過程．
（3）寫出在該混合溶液中加入碳酸鈉溶液的質量與生成沉淀質量變化關系的曲線．

Answer 1

分析：本題是對實驗室制取CO₂的速率快慢影響因素的探究，也利用了控制變量法，即控制一個變量，其它量保持不變．題目給出了實驗時所用的試劑和使用的反應條件，①和②做比較，其它條件不變，只改變濃度；②和④做比較，只改變溫度；①和③做比較，探究粗細對反應速度的影響．然后做好記錄，并注意化學方程式的配平．
因反應后的溶液中一定含有氯化鈣溶液，故用硝酸銀溶液檢驗反應后的溶液中是否含有鹽酸不合理；
根據表中實驗數據，分析隨著碳酸鈉溶液的加入燒杯中生成沉淀質量的變化，當加入碳酸鈉溶液后燒杯中生成沉淀的質量不再增加，說明廢液中的鹽酸和氯化鈣已完全反應，然后利用表中數據即可求出相應的量．

解答：解：Ⅰ①和②做比較，其它條件不變，只改變濃度，因此②的濃度是10%；②和④做比較，只改變溫度，因此③的溫度為20℃；；①和③做比較，探究粗細對反應速度的影響，④中填粗顆粒．故答案為：②10%；③20℃；④粗顆粒；④；
Ⅱ因鹽酸與石灰石反應后生成的氯化鈣中含有Cl^-，能與硝酸銀反應生成白色沉淀氯化銀，因此用滴加硝酸銀溶液觀察是否有白色沉淀生成，檢驗溶液中鹽酸的存在是不合理的；因鐵粉能與鹽酸反應產生氫氣，而不與CaCl₂反應，故可行；
故答案為：不合理，AgNO₃+HCl=AgCl↓+HNO₃，AgNO₃+CaCl₂=AgCl↓+Ca（NO₃）₂；合理，Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
Ⅲ（1）由記錄數據表可知，至碳酸鈉完全反應共生成白色沉淀10g，
根據化學變化前后元素質量不變，混合溶液中氯化鈣的質量=

10× 40 100 ×100%

40 111 ×100%

=11.1g
設3.65g氯化氫反應掉的碳酸鈉的質量為x，11.1gCaCl₂反應掉的碳酸鈉的質量為y，
Na₂CO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
106    73
 x      3.65g

106

73

=

x

3.65g

解之得x=5.3g
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100
 y           10g

106

100

=

y

10g

解之得y=10.6g
所以碳酸鈉溶液的質量為
（5.3+10.6）÷10.6%=150g
故答案為：（1）10g，11.1g（2）150g（3）

點評：本考點主要考查了影響化學反應速率的因素的探究，還考查了化學方程式的書寫，綜合性比較強，要好好利用控制變量發，希望同學們認真分析，綜合把握．特別是實驗步驟設計中的對比，要前后聯系，抓住要改變的條件，問題就會迎刃而解．本考點主要出現在實驗題中．