Question

【题目】实验课上同学们在实验室制取二氧化碳时，错拿稀硫酸倒入盛有石灰石的试管中，发现产生气泡速度越来越慢。于是同学们展开探究。

[查阅资料]石灰石与稀硫酸反应与稀盐酸反应非常相似，但是由于反应生成的硫酸钙微溶物会覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与稀硫酸的接触，反应会逐渐缓慢，因此通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式_____。

实验活动一 选择合适浓度的硫酸

操作:室温下，用装有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g 直径为2mm石灰石的试管中注入不同浓度的稀硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，观察现象，记录见表一。

表一

试管编号	1	2	3	4	5
硫酸浓度（%）	15	20	25	30	35
气体体积（　mL）	35	47	55	51	42

实验活动二 选择合适反应温度:

操作:在盛有1g直径约为2mm石灰石的试管中分别加入5ml相同合适浓度但温度不同的稀硫酸溶液，观察现象，记录见表二。

表二

试管编号	A	B	C	D	E
温度（℃）	40	50	60	70	80
现象和比较	有少量气泡	气泡比A试管多	气泡明显比B试管多	大量气泡产生，与常温用盐酸反应相似	反应激烈，迅速产生大量气体

（1）分析处理以上表中数据，可得出的结论有:

①室温下，稀硫酸与大理石反应选用硫酸的浓度最合适为_____；

②当硫酸浓度一定时，反应速度与温度之间存在的关系是_____；其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为_____。

（2）.上述实验活动后有同学又进一步提出问题:化学反应速率还受什么因素影响?设计装置如图所示。本实验采用的方法是_____，装置中红墨水的作用是_____实验中可观察到_____，由此可得出的结论是_____。

Answer 1

【答案】 25% 温度越高，反应速度越快 70°C 控制变量法 便于观察现象，比较反应速度（通过红墨水上升速度比较反应速度） 左侧玻璃导管内红墨水上升速度比右侧的快 其他条件一定时，反应物的接触面积越大，反应速度越快

【解析】

[查阅资料]：石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式：

（1）分析处理以上表中数据，可得出的结论有:

①室温下，分析表一，可以得到：硫酸浓度是25%的时候收集到的气体体积最多55ml故填：25%；

②当硫酸浓度一定时，分析表二中的数据，温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃时，反应的现象是：产生的气泡逐渐增多。当温度是70℃是产生大量的气泡，与常温用稀盐酸反应产生二氧化碳的速度相似，故反应速度与温度之间存在的关系是温度越高，反应速度越快；最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为70°C；

（2）装置A与装置B是控制变量法，两套装置中产生二氧化碳的速度不同，红墨水进入长玻璃导管的速度不同，红墨水便于观察上升的速度；装置A中是粉末状碳酸钙，装置B中是块状碳酸钙，装置A中碳酸钙与稀硫酸的接触面积比装置B中碳酸钙与稀硫酸的接触面积大，反应比B中快，故可观察到：A中玻璃导管内红墨水上升速度比B快。通过对比，其他条件一定时，反应物的接触面积越大，反应速度越快。