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【題目】某實驗小組的同學用氯化鈣粉末、碳酸鈉粉末、粒狀大理石、稀鹽酸、稀硫酸這幾種藥品,探究哪兩種藥品適合在實驗室制取CO2。

請你參與下列的探究并回答問題。

(資料卡片)硫酸鈣微溶于水,易在碳酸鈣表面形成一層隔膜。

(提出問題)上述的酸和碳酸鹽的反應是否適合在實驗室制取CO2?

(方案設計)小紅認為可選用稀硫酸、氯化鈣反應制得CO2,小江認為不可能,小江的理由是_________。

大家經過討論后,設計了如下三個實驗進行對比分析。

(實驗與結論)(1)請你填寫實驗報告中①、②處的內容。

實驗

實驗現象

實驗分析、結論

A

劇烈反應,急速放出大量氣泡

反應速率過快,氣體不便收集,不宜于實驗室制取二氧化碳

B

產生氣泡,速率迅速減慢,隨后反應幾乎停止

無法持續(xù)產生CO2,不能用于實驗室制取CO2

C

現象:_________

反應速率適中,氣體便于收集

(2)根據探究結論,適合在實驗室制取二氧化碳的是_______ (從A、B、C中選一種)。

(3)實驗室不能用實驗B制取二氧化碳的原因是______

(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原理時,要考慮諸多因素,例如反應速率要適中,便于收集等。請你再寫出一種需要考慮的因素:_____ ,C+O2CO2 是我們最熟悉的反應,生成物也只有CO2,為什么在實驗室我們不利用碳的燃燒來制取CO2,其主要原因是_________。(答出1條)

(2)以下是某研究小組探究影響反應速率部分因素的相關實驗數據。

實驗序號

H2O2

液濃度%

H2O2溶液體積/mL

溫度℃

MnO2的用量/g

收集氧氣的體積/mL

反應所需

的時間/s

5

1

20

0.1

4

16.75

15

1

20

0.1

4

6.04

30

5

35

2

49.21

30

5

55

2

10.76

通過實驗①和②對比可知,化學反應速率與_____有關;

從實驗③和④對比可知,化學反應速率與溫度的關系是:_________。

(3)某課外活動小組為測定當地石灰石中含碳酸鈣的質量分數,取來了一些礦石,并取稀鹽酸200g,平均分成4份,進行實驗,結果如下:

實驗

1

2

3

4

加入樣品的質量/g

5

10

15

20

生成CO2的質量/g

1.54

3.08

4.4

m

①哪幾項反應中鹽酸有剩余_____________;

②上表中m的數值是__________________;

③試計算這種石灰石礦中碳酸鈣的質量分數_________。(要有完整的計算過程)

【答案】反應物中無碳元素 持續(xù)穩(wěn)定產生氣泡 C 反應不能進行到底 原料易得;操作簡單等(言之有理均可) 有氣體參加反應不易收集,生成物有可能不止一種氣體(言之有理均可) 濃度 溫度越高反應速度越快 (1)、(2) 4.4 70%

【解析】

方案設計:

由質量守恒定律可知,化學反應前后元素的種類不變,稀硫酸、氯化鈣中不含碳元素,所以不能用稀硫酸和氯化鈣制取二氧化碳;

實驗與結論:

(1)若實驗C反應速率適中,氣體便于收集,可觀察到的實驗現象是持續(xù)穩(wěn)定產生氣泡;

(2)根據探究結論,適合在實驗室制取二氧化碳的是C;

(3)根據“硫酸鈣微溶于水,易在碳酸鈣表面形成一層隔膜”可知,實驗B制取二氧化碳的原因是硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣是一種微溶于水的物質,會覆蓋在碳酸鈣表面阻止反應進行,反應不能進行到底;

拓展與遷移

(1)在確定實驗室制取氣體的反應原理時,要考慮諸多因素,例如反應速率要適中,便于收集,反應裝置簡約,反應條件易控,反應原料價廉等;碳不完全燃燒時,會生成一氧化碳。實驗室我們不利用碳的燃燒來制取CO2,其主要原因是有氣體參加反應不易收集,生成物有可能不止一種氣體

(2)通過實驗①和②對比可知,化學反應速率與溶液的濃度有關;從實驗③和④對比可知,溫度越高反應速度越快;

(3)①取稀鹽酸200g,平均分成4份進行實驗,每次實驗使用稀鹽酸50g;根據實驗結果數據表,5g石灰石完全反應可以生成二氧化碳1.54g,若15g石灰石完全反應生成二氧化碳質量=1.54g×3=4.62,而實驗中僅放出4.4g二氧化碳,說明第三次加入樣品時石灰石沒有完全反應,沒有完全反應是由于稀鹽酸不足;而第3次實驗中加入樣品后生成的二氧化碳質量增加,所以可以判斷實驗1、2中鹽酸有剩余;

②根據①中的分析可以知道,第3次中鹽酸量不足,所以第4次加入的樣品不能再反應,生成的氣體仍為4.4g,即m=4.4;

③設:5g石灰石礦中碳酸鈣的質量為x 。

解得:x=3.5g

所以石灰石中碳酸鈣的質量分數=。

答:石灰石中碳酸鈣的質量分數為70%。

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D._______________________________________

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Ⅱ.氧化銅參與反應產生氧氣,反應前后質量和化學性質發(fā)生了改變;

Ⅲ.氧化銅是反應的催化劑,反應前后____________不變.

(實驗)用天平稱量0.2g氧化銅,取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中,進行如下實驗:

(1)填寫下表:__________________

(2)步驟①的目的______

(3)步驟⑥的目的______

(4)過氧化氫能被氧化銅催化分解放出氧氣的化學反應的文字表達式為______

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(3)實驗室可用B或C裝置制二氧化碳,選用C相對于B裝置的主要優(yōu)點是___________

(4)某同學用E、F裝置收集一定量的氧氣,裝置接口連接的順序為___________(填接口字母),量筒的作用是___________

(5)圖二中,酒精燈加網罩的目的___________。試管①中發(fā)生反應的化學方程式為:___________。

(6)圖二實驗停止加熱時,應先將導管從試管②中撤出,并用彈簧夾夾緊橡皮管,待試管①冷卻后再把試管里的粉末倒出,這樣操作的原因是___________

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