Question

6．某實驗小組的同學(xué)用碳酸鈉粉末、塊狀大理石、稀鹽酸、稀硫酸這幾種藥品，探究哪兩種藥品的反應(yīng)適合在實驗室制取CO₂．請你參與下列的探究并回答問題．
【提出問題】上述的酸和碳酸鹽的反應(yīng)是否適合在實驗室制取CO₂？
【方案設(shè)計】小紅認(rèn)為可選用稀硫酸、氯化鈣反應(yīng)制得CO₂，小江認(rèn)為不可能，小江的理由是氯化鈣中不含碳元素．大家經(jīng)過討論后，設(shè)計了如下三個實驗進(jìn)行對比分析．

【實驗與結(jié)論】（1）請你填寫實驗報告中①、②處的內(nèi)容．

實驗	實驗現(xiàn)象	實驗分析、結(jié)論
A	劇烈反應(yīng)，迅速放出大量氣泡	反應(yīng)速率過快，氣體不便收集，不宜于實驗室制取二氧化碳
B	產(chǎn)生氣泡，速率迅速減慢，反應(yīng)幾乎停止．	無法持續(xù)產(chǎn)生CO2，不能用于實驗室制取CO2
C	①產(chǎn)生大量氣泡	②反應(yīng)速率適中，氣體便于收集

（2）根據(jù)探究結(jié)論，實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ （用化學(xué)方程式表示）．
（3）分析：實驗室不能用實驗B制取二氧化碳的原因是B中反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈣，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應(yīng)．
【拓展與遷移】（1）由上述探究可知，在確定實驗室制取氣體的反應(yīng)原理時，要考慮諸多因素，例如反應(yīng)速率要適中，便于收集等．請你再寫出一種需要考慮的因素：制出的氣體要純凈．
（2）以下是某研究小組探究影響反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)．

實驗序號	H2O2溶 液濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應(yīng)所需 的時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35		2	49.21
④	30	5	55		2	10.76

通過實驗①和②對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溶液濃度有關(guān)；
從實驗③和④對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是：溫度越高反應(yīng)速度越快．

Answer 1

分析 【方案設(shè)計】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變分析；
【實驗與結(jié)論】根據(jù)實驗室制取二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)原理和是否反應(yīng)進(jìn)行到底、是否便于收集進(jìn)行分析解答本題；
（1）根據(jù)粒狀大理石與稀鹽酸，反應(yīng)速率適中，便于氣體的收集解答；
（2）制取二氧化碳的反應(yīng)原理為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑解答；
（3）根據(jù)B中反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈣，覆蓋在塊狀碳酸鈣表面，阻止反應(yīng)解答；
【拓展與遷移】
（1）根據(jù)在確定實驗反應(yīng)原理時時：要從原理是否科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理，裝置和操作是否安全、簡便、現(xiàn)象明顯，藥品是否易得、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)對比①②，溫度相同，濃度大的反應(yīng)速度快；對比③④，濃度相同，溫度越高反應(yīng)速度越快；故答案：溶液濃度；溫度越高反應(yīng)速度越快解答．

解答 解：【方案設(shè)計】氯化鈣中不含有碳元素所以不能用于制取二氧化碳；故答案：氯化鈣中不含有碳元素；
【實驗與結(jié)論】C中稀鹽酸與大理石反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡；反應(yīng)速率適中，氣體便于收集；
（1）粒狀大理石與稀鹽酸，反應(yīng)速率適中，便于氣體的收集；
（2）制取二氧化碳的反應(yīng)原理為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）B中反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈣，覆蓋在塊狀碳酸鈣表面，阻止反應(yīng)；
故答案為：（1）①產(chǎn)生大量氣泡；②反應(yīng)速率適中，氣體便于收集； 
（2）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）B中反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈣，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應(yīng)；
【拓展與遷移】
（1）在確定實驗反應(yīng)原理時時：要從原理是否科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理，裝置和操作是否安全、簡便、現(xiàn)象明顯，藥品是否易得、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行，故答案為：制出的氣體要純凈；
（2）對比①②，溫度相同，濃度大的反應(yīng)速度快；對比③④，濃度相同，溫度越高反應(yīng)速度越快；故答案：溶液濃度；溫度越高反應(yīng)速度越快．

點評 本題考查學(xué)生根據(jù)濃鹽酸揮具有揮發(fā)性，實驗室制取氣體的反應(yīng)原理進(jìn)行分析解題的能力．