Question

14．某化學興趣活動小組的同學作了以下兩個探究實驗：

試液編號藥品	甲	乙	丙	丁
大理石	mg，塊狀	mg，塊狀	mg，粉末狀	mg，粉末狀
鹽酸（過量）	wg，稀鹽酸	wg，濃鹽酸	wg，稀鹽酸	wg，濃鹽酸

（1）探究影響化學反應速率的因素：在實驗室制取二氧化碳的研究中，進行了如下實驗：
①實驗室制取二氧化碳的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②若要研究鹽酸濃度大小對反應速率的影響，可選擇實驗甲與實驗乙（選填實驗編號）進行對照實驗．
③若要研究反應物的接觸面積對反應速率的影響，可選擇實驗甲與實驗丙（選填實驗編號）進行對照實驗．
④化學反應的實質是微觀粒子相互接觸、碰撞的結果，試從微觀角度解釋“反應物的接觸面積越大，化學反應速率越快”的原因是：反應物濃度越大，單位體積的反應物中含有的粒子數越多，粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快．
⑤乙和丁相比較，產生氣體的速率較快的是丁，完全反應后，產生二氧化碳的質量相等（填“相等”或“不等”）．
⑥若要選擇了這組藥品制取二氧化碳，為了能得到較平穩的氣流，應選擇如圖裝置中的B（填“A”或“B”），理由是分液漏斗可以控制鹽酸加入的速率，從而控制反應的速率．由于濃鹽酸具有強烈的揮發性，會導致收集到的二氧化碳中含有氯化氫氣體，為了得到干燥、純凈的二氧化碳，可將產生的二氧化碳依次通過下列裝置C、D．（溫馨提示：①濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑；②二氧化碳不與飽和NaHCO₃溶液反應，氯化氫可與之反應，相應的化學方程式：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑）

（2）探究二氧化碳與氫氧化鈉的反應．
通過查閱資料可知：①氫氧化鈉與氫氧化鈣的化學性質相似，其水溶液也能與二氧化碳反應．②通常情況下，1體積水能溶解1體積二氧化碳．
二氧化碳通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，相應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，某同學將二氧化碳通入氫氧化鈉溶液，無明顯現象，模仿二氧化碳與氫氧化鈣反應的化學方程式，寫出二氧化碳與氫氧化鈉反應的化學方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
對于無明顯現象的化學反應，可通過驗證反應物的減少或生成物的存在來證明發生了化學反應，某同學根據這個原則設計了三個實驗方案驗證二氧化碳確與氫氧化鈉溶液發生了化學反應．

方案編號	方案	實驗現象	結論
一		A、B瓶均無明顯現象	二氧化碳確與氫氧化鈉反應了
二	加入NaOH溶液后，蓋好瓶蓋，振蕩	塑料瓶變癟	二氧化碳確與氫氧化鈉反應了
三	往二氧化碳和氫氧化鈉溶液作用后的液體中加入稀鹽酸	有氣泡產生	二氧化碳確與氫氧化鈉反應了

其中方案二（寫出方案編號）不能證明二氧化碳確與氫氧化鈉反應了，理由是二氧化碳能夠溶于水，導致塑料瓶中壓強減小，從而導致塑料瓶變癟．

Answer 1

分析 （1）實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應不需要加熱，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，能和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
進行對比試驗要設計好常量和變量；
反應物濃度越大，單位體積的微粒就越多，碰撞的機會就越大；
分液漏斗能夠控制液體藥品的流量，從而可以控制反應速率；
濃硫酸具有吸水性，可以用來干燥氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；
二氧化碳能夠溶于水；
碳酸鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳．

解答 解：（1）①實驗室制取二氧化碳的化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②若要研究鹽酸濃度大小對反應速率的影響，可選擇實驗甲與實驗乙進行對照實驗，因為甲和乙中大理石形狀相同，鹽酸濃度不同．
故填：乙．
③若要研究反應物的接觸面積對反應速率的影響，可選擇實驗甲與實驗丙進行對照實驗，因為甲和丙中大理石形狀不同，鹽酸濃度相同．
故填：丙．
④化學反應的實質是微觀粒子相互接觸、碰撞的結果，試從微觀角度解釋“反應物的接觸面積越大，化學反應速率越快”的原因是：反應物濃度越大，單位體積的反應物中含有的粒子數越多，粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快．
故填：反應物濃度越大，單位體積的反應物中含有的粒子數越多，粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快．
⑤乙和丁相比較，鹽酸濃度相同，丁與鹽酸接觸面積更大，因此產生氣體的速率較快；
完全反應后，由于碳酸鈣質量相等，因此產生二氧化碳的質量相等．
故填：丁；相等．
⑥為了能得到較平穩的氣流，應選擇如圖裝置中的B，理由是分液漏斗可以控制鹽酸加入的速率，從而控制反應的速率；
為了得到干燥、純凈的二氧化碳，可將產生的二氧化碳依次通過下列裝置中的C、D，通過C裝置可以除去氯化氫氣體，通過D裝置可以除去水蒸氣．
故填：B；分液漏斗可以控制鹽酸加入的速率，從而控制反應的速率；C、D．
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
二氧化碳與氫氧化鈉反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
其中方案二不能證明二氧化碳確與氫氧化鈉反應了，理由是：二氧化碳能夠溶于水，導致塑料瓶中壓強減小，從而導致塑料瓶變癟．
故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；二；二氧化碳能夠溶于水，導致塑料瓶中壓強減小，從而導致塑料瓶變癟．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．