题目内容
【题目】某实验小组的同学用氯化钙粉末、碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品适合在实验室制取CO2。
请你参与下列的探究并回答问题。
（资料卡片）硫酸钙微溶于水，易在碳酸钙表面形成一层隔膜。
（提出问题）上述的酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2？
（方案设计）小红认为可选用稀硫酸、氯化钙反应制得CO2，小江认为不可能，小江的理由是_________。
大家经过讨论后，设计了如下三个实验进行对比分析。
（实验与结论）（1）请你填写实验报告中①、②处的内容。
实验 | 实验现象 | 实验分析、结论 |
A | 剧烈反应，急速放出大量气泡 | 反应速率过快，气体不便收集，不宜于实验室制取二氧化碳 |
B | 产生气泡，速率迅速减慢，随后反应几乎停止 | 无法持续产生CO2，不能用于实验室制取CO2 |
C | 现象：_________ | 反应速率适中，气体便于收集 |
（2）根据探究结论，适合在实验室制取二氧化碳的是_______ (从A、B、C中选一种)。
（3）实验室不能用实验B制取二氧化碳的原因是______。
（拓展与迁移）（1）由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等。请你再写出一种需要考虑的因素：_____ ,C+O2
CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有CO2，为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是_________。（答出1条）
（2）以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 | H2O2溶 液浓度% | H2O2溶液体积/mL | 温度℃ | MnO2的用量/g | 收集氧气的体积/mL | 反应所需 的时间/s |
① | 5 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 16.75 |
② | 15 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 6.04 |
③ | 30 | 5 | 35 |
| 2 | 49.21 |
④ | 30 | 5 | 55 |
| 2 | 10.76 |
通过实验①和②对比可知，化学反应速率与_____有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：_________。
（3）某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：
实验 | 1 | 2 | 3 | 4 |
加入样品的质量/g | 5 | 10 | 15 | 20 |
生成CO2的质量/g | 1.54 | 3.08 | 4.4 | m |
①哪几项反应中盐酸有剩余_____________；
②上表中m的数值是__________________；
③试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数_________。(要有完整的计算过程)
【答案】反应物中无碳元素 持续稳定产生气泡 C 反应不能进行到底 原料易得；操作简单等（言之有理均可） 有气体参加反应不易收集，生成物有可能不止一种气体（言之有理均可) 浓度 温度越高反应速度越快 （1）、（2） 4.4 70%
【解析】
方案设计：
由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，稀硫酸、氯化钙中不含碳元素，所以不能用稀硫酸和氯化钙制取二氧化碳；
实验与结论：
（1）若实验C反应速率适中，气体便于收集，可观察到的实验现象是持续稳定产生气泡；
（2）根据探究结论，适合在实验室制取二氧化碳的是C；
（3）根据“硫酸钙微溶于水，易在碳酸钙表面形成一层隔膜”可知，实验B制取二氧化碳的原因是硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是一种微溶于水的物质，会覆盖在碳酸钙表面阻止反应进行，反应不能进行到底；
拓展与迁移：
（1）在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集，反应装置简约，反应条件易控，反应原料价廉等；碳不完全燃烧时，会生成一氧化碳。实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是有气体参加反应不易收集，生成物有可能不止一种气体；
（2）通过实验①和②对比可知，化学反应速率与溶液的浓度有关；从实验③和④对比可知，温度越高反应速度越快；
（3）①取稀盐酸200g，平均分成4份进行实验，每次实验使用稀盐酸50g；根据实验结果数据表，5g石灰石完全反应可以生成二氧化碳1.54g，若15g石灰石完全反应生成二氧化碳质量=1.54g×3=4.62，而实验中仅放出4.4g二氧化碳，说明第三次加入样品时石灰石没有完全反应，没有完全反应是由于稀盐酸不足；而第3次实验中加入样品后生成的二氧化碳质量增加，所以可以判断实验1、2中盐酸有剩余；
②根据①中的分析可以知道，第3次中盐酸量不足，所以第4次加入的样品不能再反应，生成的气体仍为4.4g，即m=4.4；
③设：5g石灰石矿中碳酸钙的质量为x 。
解得：x=3.5g
所以石灰石中碳酸钙的质量分数=
。
答：石灰石中碳酸钙的质量分数为70%。
