Question

14．某研究小组选择“白色粉笔的成分是什么”进行探究，下表是他们分别用相同质量的粉笔和足量稀盐酸反应所得的实验数据：

实验编号	粉笔的状态	盐酸的质量分数/%	反应温度/℃	现象	持续冒泡的时间/s
①	一小段	10	20	产生极小气泡	5
②	粉末	10	20	产生较大气泡	5
③	粉末	5	20	产生较大气泡	10
④	粉末	5	20	产生较大气泡	8

查阅资料：“白色粉笔的主要成分为CaSO₄，另外还含有极少量的碳酸钙”
（1）写出碳酸钙和盐酸反应的化学方程式：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）实验③和④表明，该反应速率的快慢与温度有关．
（3）能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是：②和③．
（4）实验①中为什么只在局部产生极小气泡？因为粉笔中碳酸钙的含量极少，且粉笔与盐酸的接触面积较小．
（5）如果把实验③中的盐酸质量分数改为7%，请你推测持续冒泡的时间（用t表示）的取值范围：5＜t＜10．
（6）小明和小芳同时用如图所示的微型装置进行实验，选用的粉笔灰和石灰水分别来自同一份样品，以验证白色粉笔的成分中有碳酸钙（已知粉笔中的其他成分不与盐酸反应），小芳同学观察到澄清石灰水变浑浊，证明粉笔灰中含有碳酸钙；而小明同学的石灰水无变化．

Answer 1

分析 （1）根据题意，写出碳酸钙与盐酸反应的化学方程式即可．
（2）比较③和④可以看出它们的不同之处是在于温度；
（3）②和③中盐酸的质量分数不同而其他因素相同，故能表明盐酸的质量分数对反应影响的是②和③．
（4）根据固体与液体的接触面积来分析；
（5）根据温度没有改变，接触面积没有改变，只是盐酸的浓度改变来分析；
（6）根据实验过程中可能存在的操作、药品等方面的问题来分析．

解答 解：（1）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水、和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．故答案为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）③中盐酸浓度为5%温度为20℃，④中盐酸浓度为5%温度为30℃，可以看出④所需时间较短，从而可以判断温度不同所需时间也不同；故填：温度；
（3）②和③中盐酸的质量分数不同而其他因素相同，故能表明盐酸的质量分数对反应影响的是②和③，且②和③中的数据可知浓度越大反应所需时间越短．故填：②和③；
（4）①中所用是一小段粉笔，其中碳酸钙的含量较少，且与液体的接触面积较小，所以反应速率较慢，故填：因为粉笔中碳酸钙的含量极少，且粉笔与盐酸的接触面积较小；
（5）如果把实验③中的盐酸质量分数改为7%，温度和固体与接触面积没有改变，只是盐酸的浓度改变了，介于5%-10%之间，所以持续冒泡的时间（用t表示）介于5s-10s之间，故填：5＜t＜10；
（6）小明所以盐酸的浓度可能太大，挥发出氯化氢气体，可能是粉笔灰量太少，装置可能漏气，加入盐酸后盖瓶盖的速度太慢，使得二氧化碳逸出，故填：所用盐酸浓度太大或粉笔灰用量太少或装置漏气或加入盐酸后盖上瓶盖的速度太慢．

点评 本题是通过控制不同的量来探究能够影响反应速度的因素的，这类似于物理上所学的控制变量法来解决问题，我们在解答时要注意仔细分析比较，从而得出正确的解答．