
某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现,通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,应逐渐减慢甚至停止.
学校实验小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳.
[实验一]选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时.用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
硫酸浓度(%) |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
气体体积( mL) |
35 |
47 |
55 |
51 |
42 |
[实验二]选择合适反应温度
操作:往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号 |
A |
B |
C |
D |
E |
温度 (℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
现象和比较 |
有少量气泡 |
气泡比A号试管多 |
气泡明显比B试管多 |
大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 |
反应激烈,迅速产生大量气体 |
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
问题分析:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为
25
25
%,其理由是
高于或低于此温度产生气体量都发生减少
高于或低于此温度产生气体量都发生减少
(2)当硫酸浓度一定时,反应速度与温度之间存在的关系是
温度越高,反应速率越快
温度越高,反应速率越快
,请你从微粒的角度分析出现这种反应规律的原因可能是
温度升高,微粒的运动速率加快,反应速率加快
温度升高,微粒的运动速率加快,反应速率加快
.其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为
70
70
℃.
(3)拓展研究:
[提出问题]影响化学反应速率还受什么因素影响?
[实验装置]如右图所示:
a.装置中红墨水的作用是
便于观察实验现象
便于观察实验现象
.
b.装置中长玻璃导管的作用是
便于进行比较
便于进行比较
.
[实验验证]
|
装置A |
装置B |
长玻璃导管中现象 |
红墨水在长玻璃管中上升较快 红墨水在长玻璃管中上升较快 |
红墨水在长玻璃管中上升较慢 红墨水在长玻璃管中上升较慢 |
通过本实验研究中变量是:
反应物间的接触面积
反应物间的接触面积
,所以可以得出的结论是“
反应物间接触面积越大反应速率越快.
反应物间接触面积越大反应速率越快.
化学反应的速率越快”.