Question

某化学探究小组用HCl与大理石反应研究影响反应剧烈程度的因素．实验温度为25℃、35℃；大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，每次实验取用含碳酸钙60%的大理石10g；所用HCl的质量分数为9.125%、18.25%，每次实验HCl的用量为20mL（假设9.125%、18.25%的盐酸的密度均为1g/em³；大理石中杂质不与盐酸反应）．
（1）反应原理：实验中的化学方程式

 

．
（2）提出假设：HCl与大理石反应的剧烈程度与所用HCl的质量分数、大理石规格、反应温度有关．
（3）实验设计与实施：完成以下实验设计方案并实

实验编号	T/℃	大理石 规格	HCl的质量分数	完全反应的 时间/s	实验目的
①	25	粗颗粒	18.25%	160	（Ⅰ）实验①和②探究同体积下HCl的质量分数对该反应剧烈程度的影响． （Ⅱ）实验①和③探究温度对该反应剧烈程度的影响． （Ⅲ）实验①和④探究大理石规格对该反应剧烈程度的影响．
②				210
③	35	粗颗粒	18.25%	60
④				100

（4）实验结论：

 

．
（5）绘制图象：实验①中CO₂质量随时问变化的关系如图，借助简单计算请在右图中画出实验②和③中CO₂质量随时间变化关系的曲线（忽略溶液体积变化）．
说明：可以用铅笔画曲线．

Answer 1

分析：（1）实验室中用HCl与大理石反应的化学方程式为：．
（3）联系物理中学过的控制变量法，根据实验设计方案中的实验目的（Ⅰ）实验①和②探究同体积下HCl质量分数对该反应剧烈程度的影响，就可以得出其温度和大理石规格应该是控制相同的；所以，实验②中的空缺应该分别是25、粗颗粒和9.125%．同理，实验④中的空缺应该分别是25、细颗粒和18.25%．
（4）根据实验①和②探究时间（即160s和210s）可知，实验①比②用时少；这就说明了实验①比②反应剧烈．也就不难得出：在其他条件不变时，盐酸质量分数越大，反应越剧烈．同理可得，在其他条件不变时，温度越高，反应越剧烈；固体的颗粒越小，反应越剧烈．所以，该实验结论应该是：在其他条件不变时，盐酸质量分数越大，反应越剧烈；温度越高，反应越剧烈；固体的颗粒越小，反应越剧烈．
（5）根据实验①和②探究时所用的HCl质量分数（即9.125%和18.25%），可以得出同体积下实验①中的HCl是实验②中的1/2．结合实验①中CO₂质量随时间变化的关系图，可以推得：实验②的曲线中的纵坐标对应的每一个值均为实验①的1/2．再根据实验①和②探究时间（即160s和210s）可得，实验②的曲线中的纵坐标在210s时是直线．
由于实验①和②探究温度对该反应剧烈程度的影响，并且升高温度，反应剧烈程度增大，但是产生二氧化碳的量不变，所以实验③的图象曲线低利率变大．再根据实验①和③探究时间（即160s和60s）可得，实验③在60s时与实验①高度相同．然后，结合数学中的描点连线绘图法，进行细心地描点连线即可得出所要绘制的图象．

解答：解：（1）实验室中用HCl与大理石反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（3）联系物理中学过的控制变量法，根据实验①和②探究同体积下HCl质量分数对该反应剧烈程度的影响，就可以得出其温度和大理石规格应该是控制相同的；所以，实验②中的空缺应该分别是25、粗颗粒和9.125%．同理，实验④中的空缺应该分别是25、细颗粒和18.25%．即

实验编号	T/℃	大理石规格	HCl的质量分数
②	25	粗颗粒	9.125%
④	25	细颗粒	18.25%

（4）根据实验①和②探究时间（即160s和210s）可知，实验①比②用时少；这就说明了实验①比②反应剧烈．也就不难得出：在其他条件不变时，盐酸质量分数越大，反应越剧烈．同理可得，在其他条件不变时，温度越高，反应越剧烈；固体的颗粒越小，反应越剧烈．所以，该实验结论应该是：在其他条件不变时，盐酸质量分数越大，反应越剧烈；温度越高，反应越剧烈；固体的颗粒越小，反应越剧烈．
（5）根据实验①和②探究时所用的HCl质量分数（即9.125%和18.25%），可以得出同体积下实验①中的HCl是实验②中的

1

2

．结合实验①中CO₂质量随时间变化的关系图，可以推得：实验②的曲线中的纵坐标对应的每一个值均为实验①的

1

2

．再根据实验①和②探究时间（即160s和210s）可得，实验②的曲线中的纵坐标在210s时是直线．
由于实验①和②探究温度对该反应剧烈程度的影响，并且实验得出升高温度，反应剧烈程度增大，但是产生二氧化碳的量不变，所以实验③的图象曲线低利率变大．再根据实验①和③探究时间（即160s和60s）可得，实验③在60s时与实验①高度相同．即：

点评：此题是综合性很强的一道题，考查的点多面广．它不但考查了影响化学反应速率的因素，而且考查了二氧化碳的实验室反应原理，还考查了有关的化学方程式的书写，更考查了根据有关的实验数据和计算推导进行绘制图象的能力．解答此类题目时，只有抓住实验目的，结合物理中学过的控制变量法，进行细致的思考、推断和计算，然后，结合数学中的描点连线绘图法，细心地进行描点连线；才可达到柳暗花明又一村的理想境界，最终准确无误地解答出各个问题．