Question

14．某化學(xué)興趣活動小組的同學(xué)作了以下兩個探究實(shí)驗(yàn)：

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(xué)反應(yīng)速率的因素：在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的研究中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②若要研究鹽酸濃度大小對反應(yīng)速率的影響，可選擇實(shí)驗(yàn)甲與實(shí)驗(yàn)乙（選填實(shí)驗(yàn)編號）進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)．
③若要研究反應(yīng)物的接觸面積對反應(yīng)速率的影響，可選擇實(shí)驗(yàn)甲與實(shí)驗(yàn)丙（選填實(shí)驗(yàn)編號）進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)．
④化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是微觀粒子相互接觸、碰撞的結(jié)果，試從微觀角度解釋“反應(yīng)物的接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快”的原因是：反應(yīng)物濃度越大，單位體積的反應(yīng)物中含有的粒子數(shù)越多，粒子間碰撞的概率越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快．
⑤乙和丁相比較，產(chǎn)生氣體的速率較快的是丁，完全反應(yīng)后，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)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(wěn)的氣流，應(yīng)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(yīng)的速率．由于濃鹽酸具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性，會導(dǎo)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(chǎn)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(yīng)，氯化氫可與之反應(yīng)，相應(yīng)的化學(xué)方程式：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑）

（2）探究二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)．
通過查閱資料可知：①氫氧化鈉與氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)相似，其水溶液也能與二氧化碳反應(yīng)．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(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，某同學(xué)將二氧化碳通入氫氧化鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，模仿二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式，寫出二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
對于無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，可通過驗(yàn)證反應(yīng)物的減少或生成物的存在來證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，某同學(xué)根據(jù)這個原則設(shè)計(jì)了三個實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證二氧化碳確與氫氧化鈉溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．

方案編號	方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
一		A、B瓶均無明顯現(xiàn)象	二氧化碳確與氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)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(chǎn)生	二氧化碳確與氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)了，理由是二氧化碳能夠溶于水，導(dǎo)致塑料瓶中壓強(qiáng)減小，從而導(dǎo)致塑料瓶變癟．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)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(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
進(jìn)行對比試驗(yàn)要設(shè)計(jì)好常量和變量；
反應(yīng)物濃度越大，單位體積的微粒就越多，碰撞的機(jī)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(yīng)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(yīng)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(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳．

解答 解：（1）①實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)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(yīng)速率的影響，可選擇實(shí)驗(yàn)甲與實(shí)驗(yàn)乙進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榧缀鸵抑写罄硎�形狀相同，鹽酸濃度不同．
故填：乙．
③若要研究反應(yīng)物的接觸面積對反應(yīng)速率的影響，可選擇實(shí)驗(yàn)甲與實(shí)驗(yàn)丙進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榧缀捅�中大理石形狀不同，鹽酸濃度相同．
故填：丙．
④化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是微觀粒子相互接觸、碰撞的結(jié)果，試從微觀角度解釋“反應(yīng)物的接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快”的原因是：反應(yīng)物濃度越大，單位體積的反應(yīng)物中含有的粒子數(shù)越多，粒子間碰撞的概率越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快．
故填：反應(yīng)物濃度越大，單位體積的反應(yīng)物中含有的粒子數(shù)越多，粒子間碰撞的概率越大，化學(xué)反應(yīng)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(chǎn)生氣體的速率較快；
完全反應(yīng)后，由于碳酸鈣質(zhì)量相等，因此產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量相等．
故填：��；相等．
⑥為了能得到較平穩(wěn)的氣流，應(yīng)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(yīng)的速率；
為了得到干燥、純凈的二氧化碳，可將產(chǎn)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(yīng)的速率；C、D．
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因?yàn)槎�氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)了，理由是：二氧化碳能夠溶于水，導(dǎo)致塑料瓶中壓強(qiáng)減小，從而導(dǎo)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(dǎo)致塑料瓶中壓強(qiáng)減小，從而導(dǎo)致塑料瓶變癟．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．