Question

在學(xué)習(xí)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取的時(shí)候，老師告訴同學(xué)們，實(shí)驗(yàn)室常用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳．
（一）小明想：為什么我們以前學(xué)的生成二氧化碳的反應(yīng)不能用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳呢？實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)反應(yīng)物的選擇要考慮哪些因素呢？于是，他和小組同學(xué)就實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)反應(yīng)物的選擇要考慮哪些因素這個(gè)問題展開了討論，并總結(jié)出了以下幾個(gè)因素：
1、制得的氣體要比較純凈；2、反應(yīng)條件要容易滿足；3、反應(yīng)速度要適中；4、原料是否易得，價(jià)廉．
根據(jù)以上因素：
（1）小芳指出，前面所學(xué)的碳單質(zhì)在高溫下還原氧化銅這個(gè)反應(yīng)不能用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，你認(rèn)為小芳的理由是

 

，此反應(yīng)的方程式為

 

．
（2）小軍認(rèn)為，木炭燃燒這個(gè)反應(yīng)也不能用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，你認(rèn)為小軍的理由是

 

．
（3）小明回憶起在驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)所做的碳酸鈉粉末與稀鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象：劇烈反應(yīng)，短時(shí)間產(chǎn)生大量氣泡，他認(rèn)為也不適合用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，理由是

 

．
（二）討論后，小組同學(xué)用在不同地點(diǎn)找來的小石塊與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳．此反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快．小明將這一情況報(bào)告老師，老師鼓勵(lì)他們對(duì)些問題共同探究．
【提出問題】影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素是什么？
【作出猜想】①石塊中碳酸鈣含量不同；
②所用鹽酸的濃度不同；
③還可能是

 

．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）驗(yàn)證猜想①是否成立，要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：分別取大小相同、質(zhì)量相同、

 

的石塊，加入

 

的稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）驗(yàn)證猜想②是否成立，對(duì)鹽酸的要求是

 

．
【交流討論】實(shí)驗(yàn)中可以通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率．若要做到精確比較，應(yīng)該測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制取氣體的反應(yīng)原理的探究,二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法、檢驗(yàn)、干燥與凈化

分析：（1）從碳單質(zhì)在高溫下還原氧化銅生成銅和二氧化碳，反應(yīng)條件是高溫去分析；
（2）從木炭燃燒收集的二氧化碳不純?nèi)シ治觯?br />（3）從碳酸鈉粉末與稀鹽酸劇烈反應(yīng)，短時(shí)間產(chǎn)生大量氣泡去分析；
（二）從石灰石（主要成分是CaCO₃）和稀鹽酸（主要成分HCl），二者接觸即可發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳去分析；
【作出猜想】根據(jù)影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素進(jìn)行解答；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）控制不同大小的石塊這一個(gè)變量；
（2）控制鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)這個(gè)變量；
【交流討論】根據(jù)精確實(shí)驗(yàn)結(jié)果就要通過準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來證明，故應(yīng)該準(zhǔn)確確定相同時(shí)間內(nèi)二氧化碳的量進(jìn)行解答．

解答：解：（1）碳單質(zhì)在高溫下還原氧化銅生成銅和二氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；由于反應(yīng)條件是高溫，所以不適合用于二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制��；故答案為：反應(yīng)條件不容易滿足；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）木炭燃燒時(shí)需要氧氣，如果氧氣不足還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳，會(huì)導(dǎo)致收集的二氧化碳不純；故答案為：制得的氣體不純；
（3）碳酸鈉粉末與稀鹽酸劇烈反應(yīng)，短時(shí)間產(chǎn)生大量氣泡，由于反應(yīng)速率太快，產(chǎn)生的二氧化碳不易收集，所以也不能用來實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳；故答案為：反應(yīng)速率太快不易收集；
（二）石灰石（主要成分是CaCO₃）和稀鹽酸（主要成分HCl），二者接觸即可發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【作出猜想】③影響二氧化碳產(chǎn)生速率的因素還可能是石塊大小不同（或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同）．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】驗(yàn)證猜想①是否成立，要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：其他量都要相同，但要取不同地點(diǎn)的石塊，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．所以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：分別取大小相同、質(zhì)量相同、不同地點(diǎn)的石塊，加入體積相同、質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
【交流討論】實(shí)驗(yàn)中可以通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率．若要做到精確比較，應(yīng)該測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是 相同時(shí)間內(nèi)收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時(shí)間）．
【拓展延伸】探究“催化劑對(duì)用過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率的影響”，需要控制不變的因素有 溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液質(zhì)量、壓強(qiáng)等．
故答案為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【作出猜想】石塊大小不同；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）不同地點(diǎn)；體積相同、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同；（2）溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同；
【交流討論】相同時(shí)間內(nèi)收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時(shí)間）．

點(diǎn)評(píng)：通過控制變量的方法研究化學(xué)問題是一種常用的方法，同學(xué)們要學(xué)會(huì)如何控制一個(gè)反應(yīng)的變量，明確哪些變量可以控制等．