Question

【題目】實(shí)驗(yàn)課上同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時，錯拿稀硫酸倒入盛有石灰石的試管中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡速度越來越慢。于是同學(xué)們展開探究。

[查閱資料]石灰石與稀硫酸反應(yīng)與稀鹽酸反應(yīng)非常相似，但是由于反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶物會覆蓋在石灰石的表面，阻礙了石灰石與稀硫酸的接觸，反應(yīng)會逐漸緩慢，因此通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，請寫出石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

實(shí)驗(yàn)活動一 選擇合適濃度的硫酸

操作:室溫下，用裝有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g 直徑為2mm石灰石的試管中注入不同濃度的稀硫酸，記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積，觀察現(xiàn)象，記錄見表一。

表一

試管編號	1	2	3	4	5
硫酸濃度（%）	15	20	25	30	35
氣體體積（　mL）	35	47	55	51	42

實(shí)驗(yàn)活動二 選擇合適反應(yīng)溫度:

操作:在盛有1g直徑約為2mm石灰石的試管中分別加入5ml相同合適濃度但溫度不同的稀硫酸溶液，觀察現(xiàn)象，記錄見表二。

表二

試管編號	A	B	C	D	E
溫度（℃）	40	50	60	70	80
現(xiàn)象和比較	有少量氣泡	氣泡比A試管多	氣泡明顯比B試管多	大量氣泡產(chǎn)生，與常溫用鹽酸反應(yīng)相似	反應(yīng)激烈，迅速產(chǎn)生大量氣體

（1）分析處理以上表中數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論有:

①室溫下，稀硫酸與大理石反應(yīng)選用硫酸的濃度最合適為_____；

②當(dāng)硫酸濃度一定時，反應(yīng)速度與溫度之間存在的關(guān)系是_____；其中最合適用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)溫度為_____。

（2）.上述實(shí)驗(yàn)活動后有同學(xué)又進(jìn)一步提出問題:化學(xué)反應(yīng)速率還受什么因素影響?設(shè)計裝置如圖所示。本實(shí)驗(yàn)采用的方法是_____，裝置中紅墨水的作用是_____實(shí)驗(yàn)中可觀察到_____，由此可得出的結(jié)論是_____。

Answer 1

【答案】 25% 溫度越高，反應(yīng)速度越快 70°C 控制變量法 便于觀察現(xiàn)象，比較反應(yīng)速度（通過紅墨水上升速度比較反應(yīng)速度） 左側(cè)玻璃導(dǎo)管內(nèi)紅墨水上升速度比右側(cè)的快 其他條件一定時，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速度越快

【解析】

[查閱資料]：石灰石與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式：

（1）分析處理以上表中數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論有:

①室溫下，分析表一，可以得到：硫酸濃度是25%的時候收集到的氣體體積最多55ml故填：25%；

②當(dāng)硫酸濃度一定時，分析表二中的數(shù)據(jù)，溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃時，反應(yīng)的現(xiàn)象是：產(chǎn)生的氣泡逐漸增多。當(dāng)溫度是70℃是產(chǎn)生大量的氣泡，與常溫用稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的速度相似，故反應(yīng)速度與溫度之間存在的關(guān)系是溫度越高，反應(yīng)速度越快；最合適用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)溫度為70°C；

（2）裝置A與裝置B是控制變量法，兩套裝置中產(chǎn)生二氧化碳的速度不同，紅墨水進(jìn)入長玻璃導(dǎo)管的速度不同，紅墨水便于觀察上升的速度；裝置A中是粉末狀碳酸鈣，裝置B中是塊狀碳酸鈣，裝置A中碳酸鈣與稀硫酸的接觸面積比裝置B中碳酸鈣與稀硫酸的接觸面積大，反應(yīng)比B中快，故可觀察到：A中玻璃導(dǎo)管內(nèi)紅墨水上升速度比B快。通過對比，其他條件一定時，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速度越快。