Question

【題目】實驗課上同學們在實驗室制取二氧化碳時，錯拿稀硫酸倒入盛有石灰石的試管中，發現產生氣泡速度越來越慢。于是同學們展開探究。

[查閱資料]石灰石與稀硫酸反應與稀鹽酸反應非常相似，但是由于反應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，反應會逐漸緩慢，因此通常不選用大理石與稀硫酸反應制取二氧化碳，請寫出石灰石與稀鹽酸反應的化學方程式_____。

實驗活動一 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分鐘內生成氣體的體積，觀察現象，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

實驗活動二 選擇合適反應溫度:

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	大量氣泡產生，與常溫用鹽酸反應相似	反應激烈，迅速產生大量氣體

（1）分析處理以上表中數據，可得出的結論有:

①室溫下，稀硫酸與大理石反應選用硫酸的濃度最合適為_____；

②當硫酸濃度一定時，反應速度與溫度之間存在的關系是_____；其中最合適用于實驗室制取二氧化碳的反應溫度為_____。

（2）.上述實驗活動后有同學又進一步提出問題:化學反應速率還受什么因素影響?設計裝置如圖所示。本實驗采用的方法是_____，裝置中紅墨水的作用是_____實驗中可觀察到_____，由此可得出的結論是_____。

Answer 1

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

【解析】

[查閱資料]：石灰石與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式：

（1）分析處理以上表中數據，可得出的結論有:

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當硫酸濃度一定時，分析表二中的數據，溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃時，反應的現象是：產生的氣泡逐漸增多。當溫度是70℃是產生大量的氣泡，與常溫用稀鹽酸反應產生二氧化碳的速度相似，故反應速度與溫度之間存在的關系是溫度越高，反應速度越快；最合適用于實驗室制取二氧化碳的反應溫度為70°C；

（2）裝置A與裝置B是控制變量法，兩套裝置中產生二氧化碳的速度不同，紅墨水進入長玻璃導管的速度不同，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，反應比B中快，故可觀察到：A中玻璃導管內紅墨水上升速度比B快。通過對比，其他條件一定時，反應物的接觸面積越大，反應速度越快。