Question

11．为了研究化学反应的快慢与固体物质表面积大小的关系，小科组装了如图所示相同的A、B两套实验装置，盛有碳酸钙的小试管安装在大试管内，胶头滴管内装有足量的等质量的稀盐酸．实验时，将滴管中的稀盐酸同时加入到小试管中，并进行观察．发现两装置中长玻璃管红色液面上升，且装置A比装置B中长玻璃管红色液面上升快．
（1）实验中小科如何判断反应快慢长玻璃管中液面上升的快慢；
（2）实验还需要控制哪个变量相同稀盐酸的质量分数；
（3）小科将实验设计修改完善后，进行具体的实验．实验结束后，长玻璃管中的红色液面不再上升，装置A和装置B中长玻璃管红色液面哪个高？（不考虑温度的影响）说明理由．一样高，因为1克碳酸钙与足量的盐酸反应产生相同体积的气体；
（4）小科如果只采用装置A进行实验，先后两次在小试管
中进行实验，则小科还需要哪些测量工具秒表．

Answer 1

分析 （1）反应容器是密闭的，产生的气体越快，压强越大，所以玻璃管中的液面在单位时间内上升的越高，进而判断反应速率的大小．
（2）根据实验变量的唯一性分析；
（3）同质量的粉末状和块状的碳酸钙与同溶质质量分数同体积盐酸反应产生气体量一样多，因此A、B两装置长玻璃管中红墨水上升的高度是一样高；

解答 解：（1）反应中滴加的盐酸的量有限，所以产生的气体的量比较少，故借助细长的玻璃管来进行判断反应速率的大小，液面上升的越快反应速率越快；
（2）为了研究化学反应的快慢与固体物质表面积大小的关系，还要注意稀盐酸的质量分数要相同．
（3）同质量的粉末状和块状的碳酸钙与同溶质质量分数同体积盐酸反应产生气体量一样多，因此A、B两装置长玻璃管中红墨水上升的高度是一样高；
（4）化学反应的快慢与固体物质表面积大小的关系，可以根据相同时间液面上升的高度或液面上升相同的高度所用时间进行比较，所以还需要秒表和刻度尺．
故答案为：（1）长玻璃管中液面上升的快慢；
（2）稀盐酸的质量分数；
（3）一样高，因为1克碳酸钙与足量的盐酸反应产生相同体积的气体；
（4）秒表（刻度尺）．

点评 对于问题的探究常采用的方法是控制变量法，本题中就是通过控制盐酸的浓度和质量都相等的条件下来验证验证了颗粒大小与反应速度的关系，同时学会从实验设计中来判断实验目的．