Question

在學習二氧化碳的實驗室制取的時候，老師告訴同學們，實驗室常用石灰石與稀鹽酸反應制取二氧化碳．
（一）小明想：為什么我們以前學的生成二氧化碳的反應不能用于實驗室制取二氧化碳呢？實驗室制取氣體時反應物的選擇要考慮哪些因素呢？于是，他和小組同學就實驗室制取氣體時反應物的選擇要考慮哪些因素這個問題展開了討論，并總結出了以下幾個因素：
1、制得的氣體要比較純凈；2、反應條件要容易滿足；3、反應速度要適中；4、原料是否易得，價廉．
根據(jù)以上因素：
（1）小芳指出，前面所學的碳單質在高溫下還原氧化銅這個反應不能用于實驗室制取二氧化碳，你認為小芳的理由是

 

，此反應的方程式為

 

．
（2）小軍認為，木炭燃燒這個反應也不能用于實驗室制取二氧化碳，你認為小軍的理由是

 

．
（3）小明回憶起在驗證質量守恒定律時所做的碳酸鈉粉末與稀鹽酸反應的現(xiàn)象：劇烈反應，短時間產生大量氣泡，他認為也不適合用于實驗室制取二氧化碳，理由是

 

．
（二）討論后，小組同學用在不同地點找來的小石塊與稀鹽酸反應制取二氧化碳．此反應的化學方程式為

 

；小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產生的速率比自己小組的快．小明將這一情況報告老師，老師鼓勵他們對些問題共同探究．
【提出問題】影響二氧化碳氣體產生速率的因素是什么？
【作出猜想】①石塊中碳酸鈣含量不同；
②所用鹽酸的濃度不同；
③還可能是

 

．
【設計實驗】（1）驗證猜想①是否成立，要設計的實驗：分別取大小相同、質量相同、

 

的石塊，加入

 

的稀鹽酸進行實驗．
（2）驗證猜想②是否成立，對鹽酸的要求是

 

．
【交流討論】實驗中可以通過觀察氣泡產生的劇烈程度，粗略地比較反應速率．若要做到精確比較，應該測量的實驗數(shù)據(jù)是

 

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Answer 1

考點：制取氣體的反應原理的探究,二氧化碳的實驗室制法,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）從碳單質在高溫下還原氧化銅生成銅和二氧化碳，反應條件是高溫去分析；
（2）從木炭燃燒收集的二氧化碳不純去分析；
（3）從碳酸鈉粉末與稀鹽酸劇烈反應，短時間產生大量氣泡去分析；
（二）從石灰石（主要成分是CaCO₃）和稀鹽酸（主要成分HCl），二者接觸即可發(fā)生反應生成氯化鈣、水和二氧化碳去分析；
【作出猜想】根據(jù)影響二氧化碳氣體產生速率的因素進行解答；
【設計實驗】（1）控制不同大小的石塊這一個變量；
（2）控制鹽酸的溶質質量分數(shù)這個變量；
【交流討論】根據(jù)精確實驗結果就要通過準確的數(shù)據(jù)來證明，故應該準確確定相同時間內二氧化碳的量進行解答．

解答：解：（1）碳單質在高溫下還原氧化銅生成銅和二氧化碳，其反應的化學方程式為：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；由于反應條件是高溫，所以不適合用于二氧化碳的實驗室制��；故答案為：反應條件不容易滿足；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）木炭燃燒時需要氧氣，如果氧氣不足還會產生一氧化碳，會導致收集的二氧化碳不純；故答案為：制得的氣體不純；
（3）碳酸鈉粉末與稀鹽酸劇烈反應，短時間產生大量氣泡，由于反應速率太快，產生的二氧化碳不易收集，所以也不能用來實驗室制取二氧化碳；故答案為：反應速率太快不易收集；
（二）石灰石（主要成分是CaCO₃）和稀鹽酸（主要成分HCl），二者接觸即可發(fā)生反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【作出猜想】③影響二氧化碳產生速率的因素還可能是石塊大小不同（或石塊質量不同、鹽酸質量不同）．
【設計實驗】驗證猜想①是否成立，要設計的實驗：其他量都要相同，但要取不同地點的石塊，進行實驗．所以設計的實驗：分別取大小相同、質量相同、不同地點的石塊，加入體積相同、質量分數(shù)相同的稀鹽酸進行實驗；
【交流討論】實驗中可以通過觀察氣泡產生的劇烈程度，粗略地比較反應速率．若要做到精確比較，應該測量的實驗數(shù)據(jù)是 相同時間內收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時間）．
【拓展延伸】探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，需要控制不變的因素有 溫度、溶液的溶質質量分數(shù)、溶液質量、壓強等．
故答案為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【作出猜想】石塊大小不同；
【設計實驗】（1）不同地點；體積相同、溶質質量分數(shù)相同；（2）溶質質量分數(shù)不同；
【交流討論】相同時間內收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時間）．

點評：通過控制變量的方法研究化學問題是一種常用的方法，同學們要學會如何控制一個反應的變量，明確哪些變量可以控制等．