Question

【題目】為探究化學(xué)反應(yīng)速率，某小組同學(xué)做了如下實驗：在兩支試管中分別加入3 mL稀鹽酸(均足量)(查閱資料獲知，只有濃度小于1 mol·L-1的稀鹽酸跟Na2CO3和NaHCO3反應(yīng)才能根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度區(qū)分開來，濃度較高則反應(yīng)現(xiàn)象都是同樣的劇烈)，將兩個各裝有0.3gNaHCO3和Na2CO3粉末的小氣球分別套在兩支試管口上。將氣球內(nèi)的NaHCO3或Na2CO3同時倒入試管中，觀察到現(xiàn)象如下：

（1）試管中產(chǎn)生的現(xiàn)象為_______________________________________；

（2）試管中氣球大小(包含試管)體積之比約為(填最簡單整數(shù)比)Ⅰ∶Ⅱ＝________；

（3）甲同學(xué)用手觸摸試管，發(fā)現(xiàn)盛NaHCO3粉末的試管變涼，而盛Na2CO3粉末的試管溫度有升高。由此他推測：NaHCO3溶液和稀鹽酸反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，而Na2CO3溶液和稀鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)。甲得出的結(jié)論是否正確________(填“正確”或“不正確”)，如不正確，請說明原因：________。

（4）另一小組同學(xué)設(shè)計實驗測定碳酸鈉粉末和稀鹽酸反應(yīng)的速率，按下列實驗步驟完成實驗：按下圖所示安裝裝置，加入碳酸鈉粉末，然后快速加入40mL1mol·L-1的稀鹽酸，測量收集10mLCO2所用的時間。

①安裝裝置后首先要進行的操作是_______________________。

②根據(jù)實驗，該小組同學(xué)繪制產(chǎn)生CO2的速率如圖所示，a點前反應(yīng)速率逐漸增大的原因是__________；a點后速率逐漸下降的原因是_______________________。

Answer 1

【答案】兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡,但盛NaHCO3的試管中反應(yīng)速率要快得多 42:53 不正確 NaHCO3反應(yīng)激烈，產(chǎn)生CO2速度快，帶出的熱量快，僅根據(jù)手感來確定是不科學(xué)的，而且反應(yīng)熱與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān) 檢查裝置氣密性 反應(yīng)放熱，加快化學(xué)反應(yīng)速率 鹽酸的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減小

【解析】

⑴固體加入到鹽酸中，迅速反應(yīng)，NaHCO3與鹽酸反應(yīng)速率快。

⑵鹽酸過量，0.3gNaHCO3和Na2CO3粉末物質(zhì)的量之比，即為氣體的體積之比。

⑶由于碳酸氫鈉反應(yīng)激烈，產(chǎn)生的二氧化碳速率快，帶出的熱量快，不能根據(jù)手感來判斷，而且反應(yīng)熱與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。

⑷①安裝發(fā)生裝置后首先要進行的操作是檢查裝置氣密性；②根據(jù)實驗，該小組同學(xué)繪制產(chǎn)生CO2的速率如圖所示，開始速率小，后來速率增大，主要由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高影響速率，后來a點后速率逐漸下降的主要是鹽酸的濃度降低。

⑴固體加入到鹽酸中，迅速反應(yīng)，因此試管中產(chǎn)生的現(xiàn)象為兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡，但盛NaHCO3的試管中反應(yīng)速率要快得多；故答案為：兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡，但盛NaHCO3的試管中反應(yīng)速率要快得多。

⑵鹽酸過量，0.3gNaHCO3和Na2CO3粉末物質(zhì)的量之比，由于鹽酸過量，因此試管中氣球大小(包含試管)體積之比等于兩者物質(zhì)的物質(zhì)的量之比即Ⅰ∶Ⅱ＝42:53；故答案為：42:53。

⑶由于碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)比碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)激烈，產(chǎn)生的二氧化碳速率快，帶出的熱量快，不能根據(jù)手感來判斷，而且反應(yīng)熱與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，因此甲得出的結(jié)論是不正確，主要原因是NaHCO3反應(yīng)激烈，產(chǎn)生CO2速度快，帶出的熱量快，僅根據(jù)手感來確定是不科學(xué)的，而且反應(yīng)熱與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)；故答案為：NaHCO3反應(yīng)激烈，產(chǎn)生CO2速度快，帶出的熱量快，僅根據(jù)手感來確定是不科學(xué)的，而且反應(yīng)熱與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。

⑷①氣體發(fā)生裝置并收集氣體，則安裝裝置后首先要進行的操作是檢查裝置氣密性；故答案為：檢查裝置氣密性。

②根據(jù)實驗，該小組同學(xué)繪制產(chǎn)生CO2的速率如圖所示，開始速率小，后來速率增大，雖然濃度減小，但由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高影響速率大，因此a點前反應(yīng)速率逐漸增大的原因是反應(yīng)放熱，加快化學(xué)反應(yīng)速率；后來溫度雖然升高，但濃度減小且影響大，因此a點后速率逐漸下降的原因是鹽酸的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減��；故答案為：反應(yīng)放熱，加快化學(xué)反應(yīng)速率；鹽酸的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減小。