Question

【題目】某化學(xué)探究小組用稀鹽酸與大理石反應(yīng)研究影響反應(yīng)劇烈程度的因素。實驗溫度為25℃、35℃；大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，每次實驗取用含碳酸鈣60％的大理石10 g；所用稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.125％、18.25％，每次實驗稀HCl的用量為20mL(假設(shè)9.125％、18.25％的鹽酸的密度均為1 g／em3；大理石中雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng))。

(1)反應(yīng)原理：實驗中的化學(xué)方程式__________________________________________ 。

(2)提出假設(shè)：稀HCl與大理石反應(yīng)的劇烈程度與所用稀HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、大理石規(guī)格、反應(yīng)溫度有關(guān)。

(3)實驗設(shè)計與實施：完成以下實驗設(shè)計方案并實驗。

實驗 編號	T／℃	大理石 規(guī)格	稀HCl的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)	完全反應(yīng) 的時間／s	實驗?zāi)康?/span>
①	25	粗顆粒	18.25％	160	(I)實驗①和②探究同體積下HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對該反應(yīng)劇烈程度的影響。 (II)實驗①和③探究溫度對該反應(yīng)劇烈程度的影響。 (Ⅲ)實驗①和④探究大理石規(guī)格對該反應(yīng)劇烈程度的影響。
②				210
③	35	粗顆粒	18.25％	60
④				100

②_____________________________________

④_____________________________________

(4)實驗結(jié)論：________________________________________________________。

(5)繪制圖像：實驗①中CO2質(zhì)量隨時間變化的關(guān)系如右圖，借助簡單計算請在右圖中畫出實驗②和③中CO2質(zhì)量隨時間變化關(guān)系的曲線(忽略溶液體積變化)。

_____________________________________

說明：(1)可以先用鉛筆畫曲線，然后用黑色簽字筆描畫。

(2)實驗②中CaCO3過量，鹽酸中HCl質(zhì)量為1.825克全部參加反應(yīng)；實驗③中CaCO3過量，鹽酸中HCl質(zhì)量為3.65span>克全部參加反應(yīng).

Answer 1

【答案】 CaCO3+2HCl==== CaCl2+H2O+CO2↑ 25℃ 粗顆粒 9.125% 25℃ 細(xì)顆粒 18.25% 稀鹽酸與大理石反應(yīng)的劇烈程度與稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，大理石規(guī)格，反應(yīng)溫度有關(guān)

【解析】(1)實驗室中用HCl與大理石反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ； (3)聯(lián)系物理中學(xué)過的控制變量法，根據(jù)實驗①和②探究同體積下HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對該反應(yīng)劇烈程度的影響，就可以得出其溫度和大理石規(guī)格應(yīng)該是控制相同的；所以實驗②中的空缺應(yīng)該分別是25、粗顆粒和9.125%。同理，實驗④中的空缺應(yīng)該分別是25、細(xì)顆粒和18.25%。即

實驗編號	T/℃	大理石規(guī)格	HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
②	25	粗顆粒	9.125%
④	25	細(xì)顆粒	18.25%

(4)根據(jù)實驗①和②探究時間(即160s和210s)可知，實驗①比②用時少；這就說明了實驗①比②反應(yīng)劇烈。也就不難得出：在其他條件不變時，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越劇烈。同理可得，在其他條件不變時，溫度越高，反應(yīng)越劇烈；固體的顆粒越小，反應(yīng)越劇烈。所以，該實驗結(jié)論應(yīng)該是：在其他條件不變時，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越劇烈；溫度越高，反應(yīng)越劇烈；固體的顆粒越小，反應(yīng)越劇烈。(5)根據(jù)實驗①和②探究時所用的HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)(即9.125%和18.25%)，可以得出同體積下實驗②中的HCl是實驗①中的。結(jié)合實驗①中CO2質(zhì)量隨時間變化的關(guān)系圖，可以推得：實驗②的曲線中的縱坐標(biāo)對應(yīng)的每一個值均為實驗①的。再根據(jù)實驗①和②探究時間(即160s和210s)可得，實驗②的曲線中的縱坐標(biāo)在210s時是直線。由于實驗①和②探究溫度對該反應(yīng)劇烈程度的影響，并且實驗得出升高溫度，反應(yīng)劇烈程度增大，但是產(chǎn)生二氧化碳的量不變，所以實驗③的圖象曲線低斜率變大。再根據(jù)實驗①和③探究時間(即160s和60s)可得，實驗③在60s時與實驗①高度相同。即：