Question

11．為了研究化學反應的快慢與固體物質表面積大小的關系，小科組裝了如圖所示相同的A、B兩套實驗裝置，盛有碳酸鈣的小試管安裝在大試管內，膠頭滴管內裝有足量的等質量的稀鹽酸．實驗時，將滴管中的稀鹽酸同時加入到小試管中，并進行觀察．發(fā)現兩裝置中長玻璃管紅色液面上升，且裝置A比裝置B中長玻璃管紅色液面上升快．
（1）實驗中小科如何判斷反應快慢長玻璃管中液面上升的快慢；
（2）實驗還需要控制哪個變量相同稀鹽酸的質量分數；
（3）小科將實驗設計修改完善后，進行具體的實驗．實驗結束后，長玻璃管中的紅色液面不再上升，裝置A和裝置B中長玻璃管紅色液面哪個高？（不考慮溫度的影響）說明理由．一樣高，因為1克碳酸鈣與足量的鹽酸反應產生相同體積的氣體；
（4）小科如果只采用裝置A進行實驗，先后兩次在小試管
中進行實驗，則小科還需要哪些測量工具秒表．

Answer 1

分析 （1）反應容器是密閉的，產生的氣體越快，壓強越大，所以玻璃管中的液面在單位時間內上升的越高，進而判斷反應速率的大小．
（2）根據實驗變量的唯一性分析；
（3）同質量的粉末狀和塊狀的碳酸鈣與同溶質質量分數同體積鹽酸反應產生氣體量一樣多，因此A、B兩裝置長玻璃管中紅墨水上升的高度是一樣高；

解答 解：（1）反應中滴加的鹽酸的量有限，所以產生的氣體的量比較少，故借助細長的玻璃管來進行判斷反應速率的大小，液面上升的越快反應速率越快；
（2）為了研究化學反應的快慢與固體物質表面積大小的關系，還要注意稀鹽酸的質量分數要相同．
（3）同質量的粉末狀和塊狀的碳酸鈣與同溶質質量分數同體積鹽酸反應產生氣體量一樣多，因此A、B兩裝置長玻璃管中紅墨水上升的高度是一樣高；
（4）化學反應的快慢與固體物質表面積大小的關系，可以根據相同時間液面上升的高度或液面上升相同的高度所用時間進行比較，所以還需要秒表和刻度尺．
故答案為：（1）長玻璃管中液面上升的快慢；
（2）稀鹽酸的質量分數；
（3）一樣高，因為1克碳酸鈣與足量的鹽酸反應產生相同體積的氣體；
（4）秒表（刻度尺）．

點評 對于問題的探究常采用的方法是控制變量法，本題中就是通過控制鹽酸的濃度和質量都相等的條件下來驗證驗證了顆粒大小與反應速度的關系，同時學會從實驗設計中來判斷實驗目的．