题目内容
为研究影响化学反应快慢的因素,小明选取成分相同的大理石碎屑、块状大理石两种样品各6克,分别与足量的、溶质质量分数相同的稀盐酸反应(样品中杂质不与稀盐酸反应),实验装置如图.每2分钟读取一次电子天平的示数,据此计算生成的二氧化碳的质量,并记录前18分钟数据如下表.(碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑)| 时间/分 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | |
| 大理石碎屑生成的CO2质量/克 | 1.45 | 1.75 | 1.98 | 2.18 | 2.30 | 2.36 | 2.40 | 2.40 | 2.40 | |
| 块状大理石生成的CO2质量/克 | 0.45 | 0.80 | 1.10 | 1.36 | 1.60 | 1.81 | 1.98 | 2.11 | 2.20 |
(1)实验过程中,通过观察如图装置中的哪一现象可判断反应结束?______.
(2)结合表格分析,块状大理石与稀盐酸反应最多能生成多少克二氧化碳?简要说明判断的理由:______.
(3)当反应进行到18分钟时,块状大理石中有多少克碳酸钙与稀盐酸发生了反应?(写出计算过程)
解答:解:(1)因为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,所以容器内不再产生气泡,说明已经反应完;
(2)大理石碎屑与盐酸反应到14分钟,气体不再增加,说明已经反应完了,最多产生2.4g二氧化碳,查表可知,大理石碎屑完全反应生成的二氧化碳质量是2.40克,而块状大理石与其质量、成分都相同,所以完全反应生成的二氧化碳质量也是2.40克;
解:18分钟时块状大理石生成CO2的质量为2.2克.
设:此时块状大理石中发生反应的CaCO3质量为x.
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 2.2克
答:块状大理石中有5克碳酸钙与稀盐酸发生了反应.
故答案为:(1)容器内不再产生气泡(或电子天平的示数不再变化)
(2)2.40克;查表可知,大理石碎屑完全反应生成的二氧化碳质量是2.40克,而块状大理石与其质量、成分都相同,所以完全反应生成的二氧化碳质量也是2.40克
(3)5克
点评:解答本题的关键是要知道气体不再增加,说明反应已经停止,粉末状石灰石与块状石灰石与盐酸反应生成二氧化碳质量相同,知识块状反应速度慢.
某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现,通常不选用大理石与稀硫酸反应制
取二氧化碳,其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,应逐渐减慢甚至停止。
学校实验小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。
【实验一】选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时.用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸,
记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
| 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 |
【实验二】选孚合适反应温度
操作:往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
| 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号试管多 | 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 |
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
问题分析:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为________%,其理由是____________
____________________________________________________________________________________。
(2)当硫酸浓度一定时,反应速度与温度之间存在的关系是____________________________________
__________________________________________________________,请你从微粒的角度分析出现这种反应规律的原因可能是____________________________________________________________。
其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为____ ℃。
(3)拓展研究:
[提出问题]影响化学反应速率还受什么因素影响?
[实验装置]如右图所示:
a.装置中红墨水的作用是____________________________________。
b.装置中长玻璃导管的作用是____________________________________。
[实验验证]
| 装置A | 装置B | |
| 长玻璃导管中现象 | ____________________________________________________ |
|
通过本实验研究中变量是:______________________________________________________,所以可以得出的结论是“_______________________________________________化学反应的速率越快”。
学校实验小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳.
[实验一]选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时.用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
| 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 |
操作:往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
| 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号试管多 | 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 |
问题分析:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为______%,其理由是______
(2)当硫酸浓度一定时,反应速度与温度之间存在的关系是______,请你从微粒的角度分析出现这种反应规律的原因可能是______.其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为______℃.
(3)拓展研究:
[提出问题]影响化学反应速率还受什么因素影响?
[实验装置]如右图所示:
a.装置中红墨水的作用是______.
b.装置中长玻璃导管的作用是______.
[实验验证]
| 装置A | 装置B | |
| 长玻璃导管中现象 | ______ | ______ |