Question

8．某探究小組用測量HNO₃與大理石反應過程中質量減小的方法，研究影響反應速率的因素．限選試劑：1.00mol•L^-1 HNO₃、2.00mol•L^-1 HNO₃，細顆粒大理石、粗顆粒大理石，35℃水浴．
（1）他們能完成哪些因素對速率影響的探究？
探究同體積下HNO₃濃度對該反應劇烈程度的影響、探究接觸面積對該反應劇烈程度的影響、探究溫度對該反應劇烈程度的影響．
（2）請根據能進行的探究內容，填寫以下實驗設計表，完成探究實驗：

實驗編號	T/℃	大理石規格	HNO3濃度/mol•L-1
①	常溫		2.00
②			1.00
③			2.00
④			2.00

（3）整個實驗中應控制的不變量是硝酸溶液體積和CaCO₃質量．
（4）該實驗小組用如圖實驗裝置進行實驗．
①除電子天平、干燥管、錐形瓶、藥匙、膠塞等儀器外，必需的實驗儀器還有量筒、秒表．
②干燥管中應放置的試劑是BC．
A．堿石灰 B．無水CaCl₂C．P₂O₅固體 D．濃硫酸
③若撤除干燥管裝置，所測速率偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據實驗的目的和影響化學反應速率的因素來設計實驗，該化學探究小組用HNO₃與大理石反應研究影響反應劇烈程度的因素，進行了4個實驗，對比實驗，結合控制變量法，找出影響影響反應劇烈程度的因素，進行分析解答；
（2）根據（1）分析解答；
（3）需要通過測定質量變化判斷反應速率大小，故大理石的質量必須相等；
（4）①實驗過程中，需要使用量筒量取硝酸溶液；
②干燥劑的作用是干燥逸出的二氧化碳，避免水分散失導致影響質量變化，不能使用與二氧化碳反應的干燥劑，且干燥劑只能使用固體干燥劑，據此進行解答；
③由于逸出的二氧化碳氣體中會帶走部分水，導致質量減少偏大，反應速率偏大．

解答 解：（1）由實驗目的結合限選試劑可知：
通過選用1.00mol•L^-1 HNO₃、2.00mol•L^-1HNO₃，可研究同體積下HNO₃濃度對該反應劇烈程度的影響，通過對比實驗①和②，實驗②大理石規格為粗顆粒，
通過選用常溫、35℃水浴，可研究探究溫度對該反應劇烈程度的影響，通過對比實驗①和③，實驗③溫度為35℃水浴，
通過選用細顆粒大理石、粗顆粒大理石不同規格的大理石，可研究大理石規格對反應劇烈程度的影響，通過對比實驗①和④，實驗④大理石規格為細顆粒大理石，溫度為常溫，即實驗目的為硝酸濃度、溫度、大理石表面積對反應速率的影響，
故答案為：探究同體積下HNO₃濃度對該反應劇烈程度的影響、探究接觸面積對該反應劇烈程度的影響、探究溫度對該反應劇烈程度的影響；
（2）根據（1）的分析可知：通過對比實驗①和②，實驗②大理石規格為粗顆粒，通過對比實驗①和③，實驗③溫度為35℃水浴，通過對比實驗①和④，實驗④大理石規格為細顆粒大理石，溫度為常溫，
故答案為：

實驗編號	T/℃	大理石規格	HNO3濃度/mol•L-1
①	常溫	粗顆粒	2.00
②	常溫	粗顆粒	1.00
③	35℃水浴	粗顆粒	2.00
④	常溫	細顆粒	2.00

（3）根據實驗方案：需要根據質量變化判斷反應速率快慢，所以使用的CaCO₃質量必須相等，故答案為：CaCO₃質量；
（4）①量取濃硝酸時必須使用量筒，所以必需的玻璃儀器為量筒，測定時間需要秒表，故答案為：量筒、秒表；
②為了避免二氧化碳逸出過程中帶走部分水分，影響錐形瓶中的質量變化，所以使用干燥劑干燥二氧化碳，使用的干燥劑必須為酸性干燥劑，且為固體干燥劑，所以只能使用B．無水CaCl₂固體、C．P₂O₅固體，故答案為：BC；
③若撤除干燥管裝置，會導致二氧化碳逸出過程中帶走部分水分，使錐形瓶中質量變化偏大，所測速率反應速率偏大，故答案為：偏大．

點評 本題考查探究溫度、濃度、固體表面積對反應速率的影響因素，為高頻考點，把握溫度、濃度、催化劑、固體表面積等對反應速率的影響，明確探究影響反應速率因素的方法，掌握控制變量法是解答本題的關鍵，較好的考查學生實驗及綜合應用知識的能力，題目難度不大．