Question

13．在一次实验课上，各小组同学利用不同地点采集的石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳．小明发现，不同组反应产生气体的速率不一样．于是，各小组同学对影响产生二氧化碳速率的因素进行了如下实验探究：
【设计实验】实验装置如图一所示：

【实验一】探究不同地点采集的石灰石对反应速率的影响分别取出形状相同、质量相同、地点不同的石灰石，加入质量相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸进行实验．生成二氧化碳的体积（v）与反应时间（t）的关系如图二所示：
（1）反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）实验结论：①小华组反应产生气体的速率较快．
②小明组产生气体的体积较小（填“大”或“小”），说明小明组采集的石灰石中碳酸钙含量较低（填“高”或“低”）．
【实验二】探究不同溶质质量分数的盐酸对反应速率的影响．
小军用不同质量分数的盐酸和各方面都相同的石灰石进行如下实验．

实验编号	盐酸的质量分数（均取15g）	相同石灰石（均取1g）	二氧化碳的体积（mL）（均收集1分钟）
实验Ⅰ	5%	石灰石	86.3
实验Ⅱ	10%	石灰石	152.7

（3）从上述实验中得出不同溶质质量分数的盐酸对反应速率影响的结论是盐酸溶质质量分数越大，反应速率越大．
（4）如果反应时间充足，且所用盐酸是足量的，那么理论上两组实验反应所得到的二氧化碳气体的体积是（填“是”或“否”）相同的．
【问题与讨论】
（5）图一装置气密性检查的方法：用手指把装置C中的导管口堵住，往分液漏斗中加水，打开分液漏斗中加水，打开分液漏斗的活塞，如果分液漏斗内形成稳定的水柱，则图一装置的气密性好．
（6）同学们用图一装置B收集二氧化碳气体，其中油层的作用是防止二氧化碳溶于水，该装置中量筒的作用是通过测量流入水的体积来测量生成二氧化碳气体的体积．
（7）你认为影响产生二氧化碳速率的因素还可能是（写一个）：石灰石的形状（或石块质量不同、盐酸质量不同、温度），请写出验证的实验方案：别取质量相同、地点相同、形状大小不同的石灰石，加入质量相同、溶质质量分数相同的盐酸进行实验．测量相同时间内产生而氧虎滩气体的体积．

Answer 1

分析 【实验一】根据控制不同地点的石块这一个变量解答；
（1）根据碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳解答；
（2）根据图中信息进行分析解答；
【实验二】
（3）根据表中数据可知：盐酸溶质质量分数越大，反应速率越大解答；
（4）根据所用盐酸是足量，相同质量各方面都相同的石灰石产生的二氧化碳的质量相等解答；
【问题与讨论】
（5）根据检验装置气密性的方法解答；
（6）根据二氧化碳易溶于水，用图一装置B收集二氧化碳气体，其中油层的作用是防止二氧化碳溶于水解答；
（7）根据所用石灰石的形状（或石块质量不同、盐酸质量不同、温度）设计实验解答；

解答 解：【实验一】探究不同地点采集的石灰石对反应速率的影响分别取出形状相同、质量相同、地点不同的石灰石，加入质量相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸进行实验；
（1）小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）①由图示可知：小华组反应产生气体的速率较快．
②小明组产生气体的体积较小，说明小明组采集的石灰石中碳酸钙含量较低；
【实验二】
（3）从上述实验中得出不同溶质质量分数的盐酸对反应速率影响的结论是：盐酸溶质质量分数越大，反应速率越大；
（4）如果反应时间充足，且所用盐酸是足量的，那么理论上两组实验反应所得到的二氧化碳气体的体积是相同的．
【问题与讨论】
（5）图一装置气密性检查的方法：用手指把装置C中的导管口堵住，往分液漏斗中加水，打开分液漏斗的活塞，如果分液漏斗内形成稳定的水柱，则图一装置的气密性好．
（6）同学们用图一装置B收集二氧化碳气体，其中油层的作用是防止二氧化碳溶于水；该装置中量筒的作用是通过测量流入水的体积来测量生成二氧化碳气体的体积；
（7）影响产生二氧化碳速率的因素还可能是：石灰石的形状（或石块质量不同、盐酸质量不同、温度）等；
要设计的实验是：分别取质量相同、地点相同、形状大小不同的石灰石，加入质量相同、溶质质量分数相同的盐酸进行实验．测量相同时间内产生而氧虎滩气体的体积．
答案：
【实验一】地点；
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）①小华；②小；低；
【实验二】
（3）盐酸溶质质量分数越大，反应速率越大；
（4）是；
【问题与讨论】
（5）分液漏斗内形成稳定的水柱；
（6）防止二氧化碳溶于水；通过测量流入水的体积来测量生成二氧化碳气体的体积；
（7）要设计的实验是：分别取质量相同、地点相同、形状大小不同的石灰石，加入质量相同、溶质质量分数相同的盐酸进行实验．测量相同时间内产生而氧虎滩气体的体积．

点评 本题考查了化学反应速率的影响因素，通过控制变量的方法研究化学问题是一种常用的方法，同学们要学会如何控制一个反应的变量，明确哪些变量可以控制等．