Question

某探究小组用盐酸与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HCl浓度为1.00mol/L、2.50mol/L，大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格，实验温度为25℃、40℃，每次实验盐酸的用量为25.00mL，大理石用量为10.00g。

（1）写出盐酸与大理石反应的化学方程式________

（2）请完成以下实验设计表，并把实验中空缺处补充完整：

实验 编号	温度 （℃）	大理石 规格	HCl浓度（mol/L）	实验目的
①	25	粗颗粒	2.50	(I)实验①和②探究温度对反应速率的影响； (II)实验①和③探究浓度对反应速率的影响； (III)实验①和④探究______对反应速率的影响
②	__	粗颗粒	2.50
③	25	粗颗粒	___
④	25	细颗粒	2.50

（3）实验①中CO₂质量随时间变化的关系见下图。计算实验①中70s-90s范围内用HCl表示的平均反应速率 ______（忽略溶液体积变化）

Answer

CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2 O＋CO2↑ 40 1.00 固体物质的表面积（答接触面亦可） 0.01mol/(L·s)

【解析】

(1)根据化学反应原理写出盐酸与大理石反应的化学方程式；

(2) 实验①和②探究温度对反应速率的影响，应该温度不同；

实验①和③探究浓度对反应速率的影响，应该盐酸的浓度不同；

实验①和④所用大理石的规格不同，探究固体表面积大小对反应速率的影响，；

(3) 先根据图象，求出生成二氧化碳的物质的量，然后根据反应：CaCO3 +2HCl═CaCl2 +H2O+CO2↑，求出消耗的HCl的物质的量，再由υ (HCl) = 求出反应速率。

（1）根据实验室制取二氧化碳的反应原理，大理石与稀盐酸反应的化学方程式为：CaCO3 +2HCl═CaCl2 +H2O+CO2↑；

（2）②、由于实验①和②探究温度对反应速率的影响，故温度不同，应该选40℃，故答案为：40；

③、实验①和③探究浓度对反应速率的影响，故盐酸的浓度不同，应该是1.00mol/L，故答案为：1.00

④、实验①和④的大理石规格不同，探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响，故答案为：固体物质的表面积；

(3) 由图可知70至90s，CO2生成的质量为m (CO2) =0.95g-0. 84g=0.11g，物质的量为n (CO2) ==0.0025mol，根据反应CaCO3 +2HCl═CaCl2 +H2O+CO2↑，可知消耗HCl的物质的量为n (HCl) =2×0.0025mol=0. 005mol，又溶液体积为25mL=0.025L，所以HCl减少的浓度△c (HCl) ==0.2mol/L；反应的时间t=90s-70s=20s，所以HCl在70-90s范围内的平均反应速率为υ (HCl) ===0.01mol/(L·s)。