Question

【題目】某化學(xué)探究小組用稀鹽酸與大理石反應(yīng)研究影響反應(yīng)劇烈程度的因素。實(shí)驗(yàn)溫度為25℃、35℃；大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，每次實(shí)驗(yàn)取用含碳酸鈣60％的大理石10 g；所用稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.125％、18.25％，每次實(shí)驗(yàn)稀HCl的用量為20mL(假設(shè)9.125％、18.25％的鹽酸的密度均為1 g／em3；大理石中雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng))。

(1)反應(yīng)原理：實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)方程式__________________________________________ 。

(2)提出假設(shè)：稀HCl與大理石反應(yīng)的劇烈程度與所用稀HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、大理石規(guī)格、反應(yīng)溫度有關(guān)。

(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施：完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	T／℃	大理石 規(guī)格	稀HCl的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)	完全反應(yīng) 的時(shí)間／s	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
①	25	粗顆粒	18.25％	160	(I)實(shí)驗(yàn)①和②探究同體積下HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)該反應(yīng)劇烈程度的影響。 (II)實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)劇烈程度的影響。 (Ⅲ)實(shí)驗(yàn)①和④探究大理石規(guī)格對(duì)該反應(yīng)劇烈程度的影響。
②				210
③	35	粗顆粒	18.25％	60
④				100

②_____________________________________

④_____________________________________

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：________________________________________________________。

(5)繪制圖像：實(shí)驗(yàn)①中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系如右圖，借助簡(jiǎn)單計(jì)算請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)②和③中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線(忽略溶液體積變化)。

_____________________________________

說(shuō)明：(1)可以先用鉛筆畫(huà)曲線，然后用黑色簽字筆描畫(huà)。

(2)實(shí)驗(yàn)②中CaCO3過(guò)量，鹽酸中HCl質(zhì)量為1.825克全部參加反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)③中CaCO3過(guò)量，鹽酸中HCl質(zhì)量為3.65span>克全部參加反應(yīng).

Answer 1

【答案】 CaCO3+2HCl==== CaCl2+H2O+CO2↑ 25℃ 粗顆粒 9.125% 25℃ 細(xì)顆粒 18.25% 稀鹽酸與大理石反應(yīng)的劇烈程度與稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，大理石規(guī)格，反應(yīng)溫度有關(guān)

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室中用HCl與大理石反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ； (3)聯(lián)系物理中學(xué)過(guò)的控制變量法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②探究同體積下HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)該反應(yīng)劇烈程度的影響，就可以得出其溫度和大理石規(guī)格應(yīng)該是控制相同的；所以實(shí)驗(yàn)②中的空缺應(yīng)該分別是25、粗顆粒和9.125%。同理，實(shí)驗(yàn)④中的空缺應(yīng)該分別是25、細(xì)顆粒和18.25%。即

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/℃	大理石規(guī)格	HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
②	25	粗顆粒	9.125%
④	25	細(xì)顆粒	18.25%

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②探究時(shí)間(即160s和210s)可知，實(shí)驗(yàn)①比②用時(shí)少；這就說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)①比②反應(yīng)劇烈。也就不難得出：在其他條件不變時(shí)，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越劇烈。同理可得，在其他條件不變時(shí)，溫度越高，反應(yīng)越劇烈；固體的顆粒越小，反應(yīng)越劇烈。所以，該實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)該是：在其他條件不變時(shí)，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越劇烈；溫度越高，反應(yīng)越劇烈；固體的顆粒越小，反應(yīng)越劇烈。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②探究時(shí)所用的HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)(即9.125%和18.25%)，可以得出同體積下實(shí)驗(yàn)②中的HCl是實(shí)驗(yàn)①中的。結(jié)合實(shí)驗(yàn)①中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，可以推得：實(shí)驗(yàn)②的曲線中的縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的每一個(gè)值均為實(shí)驗(yàn)①的。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②探究時(shí)間(即160s和210s)可得，實(shí)驗(yàn)②的曲線中的縱坐標(biāo)在210s時(shí)是直線。由于實(shí)驗(yàn)①和②探究溫度對(duì)該反應(yīng)劇烈程度的影響，并且實(shí)驗(yàn)得出升高溫度，反應(yīng)劇烈程度增大，但是產(chǎn)生二氧化碳的量不變，所以實(shí)驗(yàn)③的圖象曲線低斜率變大。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和③探究時(shí)間(即160s和60s)可得，實(shí)驗(yàn)③在60s時(shí)與實(shí)驗(yàn)①高度相同。即：