Question

2．在制取CO₂的實驗中，小科發(fā)現質量相同而粗細不同的大理石與鹽酸反應，CO₂的產生速度細的比粗的快得多．經思考后，小科設計了如下實驗（每次實驗均用1g大理石，20mL鹽酸）

實驗序號	溫度（℃）	大理石顆粒	鹽酸質量分數（%）	實驗目的
1	20	粗	5	探究大理石和鹽酸的反應速度與石灰石顆粒大小的關系
2	20	細	5

（1）為了比較反應速度，設計如圖一所示裝置，其中量筒的作用是通過觀察單位時間內排入量筒中水的體積來判斷反應速率；
（2）實驗中CO₂體積隨時間的變化關系如圖二所示，請將實驗2中CO₂體積隨時間變化的曲線畫在圖二中．

（3）已知20℃該氣壓下CO₂氣體密度約1.98g/L，求大理石中CaCO₃的質量分數？（詳細計算過程）（C-12    O-16  Ca-40）

Answer 1

分析 （1）其中量筒的作用是通過觀察單位時間內排入量筒中水的體積來判斷反應速率；
（2）反應物接觸面積越大，反應速率越快；
（3）碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，根據二氧化碳的體積、密度可以計算二氧化碳質量，根據二氧化碳質量可以計算碳酸鈣質量，進一步可以計算大理石中CaCO₃的質量分數．

解答 解：（1）為了比較反應速度，設計如圖一所示裝置，其中量筒的作用是通過觀察單位時間內排入量筒中水的體積來判斷反應速率．
故填：通過觀察單位時間內排入量筒中水的體積來判斷反應速率．
（2）實驗中，反應物接觸面積較大，反應速率較快，相比之下，反應需要時間短，CO₂體積隨時間變化的曲線如下圖所示：

（3）設碳酸鈣質量為x，
反應生成二氧化碳質量為：1.98g/L×0.2L=0.396g，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100                                     44
x                                     0.396g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{0.396g}$，
x=0.9g，
大理石中CaCO₃的質量分數為：$\frac{0.9g}{1g}$×100%=90%，
答：大理石中CaCO₃的質量分數為90%．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．