Question

梧州市某校化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室想制備CO₂，因硫酸鈣微溶于水，所以實(shí)驗(yàn)室中常用石灰石和稀鹽酸制取CO₂，但該校實(shí)驗(yàn)室的鹽酸恰巧用完了，只有硫酸、石灰石和一些常見(jiàn)鹽類物質(zhì)，要制取CO₂怎么辦？同學(xué)們對(duì)此進(jìn)行了探究．
【提出問(wèn)題】
硫酸與石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，但反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行，其原因是

 

，能否往石灰石和硫酸反應(yīng)后的混合物中再加入某些鹽，使反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行呢？
【猜想與假設(shè)】
（1）小吳提出可以再加入CaCl₂、NaCl或

 

來(lái)嘗試，對(duì)加這些物質(zhì)能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，他的解釋是

 

．
（2）但小周對(duì)加入CaCl₂能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行提出質(zhì)疑，他質(zhì)疑的理由是：

 

．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
（1）小施往兩份石灰石和硫酸反應(yīng)后的混合物中，分別加入CaCl₂和NaCl，前者確實(shí)無(wú)氣體產(chǎn)生，而后者能產(chǎn)生大量而持續(xù)的氣泡，驗(yàn)證了小周的質(zhì)疑．
（2）小施為了證明是NaCl中的Cl^-而不是Na⁺促使反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，往另一份石灰石和硫酸反應(yīng)后的混合物中加入

 

（填化學(xué)式）．實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，加入該物質(zhì)確實(shí)不能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，證明了他的想法是正確的．
【交流與拓展】
加入NaCl后確實(shí)能促使石灰石和硫酸的反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，對(duì)此發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們感到非常高興，并提出硫酸的濃度可能也會(huì)影響反應(yīng)．于是他們往三份顆粒大小基本相同的石灰石與不同濃度硫酸反應(yīng)后的混合物中，各加入1g的NaCl，結(jié)果記錄如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②	③
硫酸濃度	50%	30%	10%
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	固體逐漸溶解，有少量細(xì)小氣泡	全方位迅速產(chǎn)生大量氣泡，并伴有“嗞嗞”聲	隨固體溶解，逐漸有大量氣泡

（1）實(shí)驗(yàn)②中的反應(yīng)最劇烈，實(shí)驗(yàn)①的反應(yīng)較緩慢．對(duì)實(shí)驗(yàn)①中硫酸濃度大而反應(yīng)速率改變反而不大的現(xiàn)象，他們一致認(rèn)為原因是

 

．
（2）除了濃度，請(qǐng)你再提出一個(gè)可能改變反應(yīng)速率的外界因素

 

．
（3）經(jīng)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)的歷程，在探究精神或方法上你獲得的啟示是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素,鹽的化學(xué)性質(zhì),書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【提出問(wèn)題】根據(jù)碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成微溶性的硫酸鈣、水和二氧化碳，硫酸鈣微溶于水進(jìn)行分析；
【猜想與假設(shè)】（1）根據(jù)加入鹽酸鹽，鹽酸鹽電離出的氯離子和硫酸電離出的氫離子會(huì)結(jié)合成鹽酸，結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)的發(fā)生條件來(lái)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)可溶性鹽在溶液中電離出的離子可以隨機(jī)組合進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)控制變量法的實(shí)際操作進(jìn)行分析；
【交流與拓展】（1）根據(jù)酸、堿、鹽在水溶液中可以電離進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)一影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)學(xué)習(xí)化學(xué)需要具備的品質(zhì)進(jìn)行分析．

解答：解：【提出問(wèn)題】碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成微溶性的硫酸鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑，硫酸鈣會(huì)附著在碳酸鈣的表面而阻止反應(yīng)的發(fā)生；
【猜想與假設(shè)】（1）加入氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀等鹽酸鹽，小吳認(rèn)為可能產(chǎn)生鹽酸；
（2）氯化鈣中的鈣離子能與溶液中的硫酸根離子結(jié)合成硫酸鈣微溶物，阻止反應(yīng)的反應(yīng)；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】小施為了證明是NaCl中的Cl^-而不是Na⁺促使反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，往另一份石灰石和硫酸反應(yīng)后的混合物中加入的物質(zhì)有鈉離子而不具有氯離子，所以可以加入硝酸鈉，觀察沒(méi)有氣泡產(chǎn)生即可；
【交流與拓展】（1）硫酸的難度越大，在溶液中越不易發(fā)生電離，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)①中硫酸濃度大而反應(yīng)速率改變反而不大的現(xiàn)象的原因是：硫酸濃度大，不容易電離，氫離子濃度小，所以反應(yīng)緩慢；
（2）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有：催化劑，溫度，反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)物的濃度等；
（3）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，在探究精神或方法上你獲得的啟示是持之以恒．
故答案為：【提出問(wèn)題】CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑；硫酸鈣是一種微溶物，會(huì)附著在碳酸鈣的表面而阻止反應(yīng)的發(fā)生；
【猜想與假設(shè)】（1）KCl，能與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸；
（2）氯化鈣中的鈣離子能與溶液中的硫酸根離子結(jié)合成硫酸鈣微溶物，阻止反應(yīng)的反應(yīng)；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】NaNO₃；
【交流與拓展】（1）硫酸濃度大，不容易電離，氫離子濃度小，所以反應(yīng)緩慢；
（2）溫度；
（3）持之以恒．

點(diǎn)評(píng)：在解此類題時(shí)，首先分析題中的問(wèn)題，然后結(jié)合學(xué)過(guò)的知識(shí)和題中的資料進(jìn)行分析解答．