Question

14．某化学兴趣活动小组的同学作了以下两个探究实验：

试液编号药品	甲	乙	丙	丁
大理石	mg，块状	mg，块状	mg，粉末状	mg，粉末状
盐酸（过量）	wg，稀盐酸	wg，浓盐酸	wg，稀盐酸	wg，浓盐酸

（1）探究影响化学反应速率的因素：在实验室制取二氧化碳的研究中，进行了如下实验：
①实验室制取二氧化碳的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②若要研究盐酸浓度大小对反应速率的影响，可选择实验甲与实验乙（选填实验编号）进行对照实验．
③若要研究反应物的接触面积对反应速率的影响，可选择实验甲与实验丙（选填实验编号）进行对照实验．
④化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，试从微观角度解释“反应物的接触面积越大，化学反应速率越快”的原因是：反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快．
⑤乙和丁相比较，产生气体的速率较快的是丁，完全反应后，产生二氧化碳的质量相等（填“相等”或“不等”）．
⑥若要选择了这组药品制取二氧化碳，为了能得到较平稳的气流，应选择如图装置中的B（填“A”或“B”），理由是分液漏斗可以控制盐酸加入的速率，从而控制反应的速率．由于浓盐酸具有强烈的挥发性，会导致收集到的二氧化碳中含有氯化氢气体，为了得到干燥、纯净的二氧化碳，可将产生的二氧化碳依次通过下列装置C、D．（温馨提示：①浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂；②二氧化碳不与饱和NaHCO₃溶液反应，氯化氢可与之反应，相应的化学方程式：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑）

（2）探究二氧化碳与氢氧化钠的反应．
通过查阅资料可知：①氢氧化钠与氢氧化钙的化学性质相似，其水溶液也能与二氧化碳反应．②通常情况下，1体积水能溶解1体积二氧化碳．
二氧化碳通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，相应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，某同学将二氧化碳通入氢氧化钠溶液，无明显现象，模仿二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式，写出二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
对于无明显现象的化学反应，可通过验证反应物的减少或生成物的存在来证明发生了化学反应，某同学根据这个原则设计了三个实验方案验证二氧化碳确与氢氧化钠溶液发生了化学反应．

方案编号	方案	实验现象	结论
一		A、B瓶均无明显现象	二氧化碳确与氢氧化钠反应了
二	加入NaOH溶液后，盖好瓶盖，振荡	塑料瓶变瘪	二氧化碳确与氢氧化钠反应了
三	往二氧化碳和氢氧化钠溶液作用后的液体中加入稀盐酸	有气泡产生	二氧化碳确与氢氧化钠反应了

其中方案二（写出方案编号）不能证明二氧化碳确与氢氧化钠反应了，理由是二氧化碳能够溶于水，导致塑料瓶中压强减小，从而导致塑料瓶变瘪．

Answer 1

分析 （1）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
进行对比试验要设计好常量和变量；
反应物浓度越大，单位体积的微粒就越多，碰撞的机会就越大；
分液漏斗能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率；
浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥氢气、氧气、二氧化碳等气体；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；
二氧化碳能够溶于水；
碳酸钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳．

解答 解：（1）①实验室制取二氧化碳的化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②若要研究盐酸浓度大小对反应速率的影响，可选择实验甲与实验乙进行对照实验，因为甲和乙中大理石形状相同，盐酸浓度不同．
故填：乙．
③若要研究反应物的接触面积对反应速率的影响，可选择实验甲与实验丙进行对照实验，因为甲和丙中大理石形状不同，盐酸浓度相同．
故填：丙．
④化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，试从微观角度解释“反应物的接触面积越大，化学反应速率越快”的原因是：反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快．
故填：反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快．
⑤乙和丁相比较，盐酸浓度相同，丁与盐酸接触面积更大，因此产生气体的速率较快；
完全反应后，由于碳酸钙质量相等，因此产生二氧化碳的质量相等．
故填：丁；相等．
⑥为了能得到较平稳的气流，应选择如图装置中的B，理由是分液漏斗可以控制盐酸加入的速率，从而控制反应的速率；
为了得到干燥、纯净的二氧化碳，可将产生的二氧化碳依次通过下列装置中的C、D，通过C装置可以除去氯化氢气体，通过D装置可以除去水蒸气．
故填：B；分液漏斗可以控制盐酸加入的速率，从而控制反应的速率；C、D．
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
其中方案二不能证明二氧化碳确与氢氧化钠反应了，理由是：二氧化碳能够溶于水，导致塑料瓶中压强减小，从而导致塑料瓶变瘪．
故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；二；二氧化碳能够溶于水，导致塑料瓶中压强减小，从而导致塑料瓶变瘪．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．