Question

为探究化学反应速率，某小组同学做了如下实验：在两支试管中分别加入 3 mL 稀盐酸 ( 均足量 )(查阅资料获知，只有浓度小于 1 mol·L^-1的稀盐酸跟 Na₂CO₃和 NaHCO₃ 反应才能根据反应的剧烈程度区分开来，浓度较高则反应现象都是同样的剧烈 ) ，将两个各装有 0.3gNaHCO₃ 和 Na₂CO₃粉末的小气球分别套在两支试管口上。将气球内的 NaHCO₃ 或 Na₂CO₃ 同时倒入试管中，观察到现象如下：

（1） 试管中产生的现象为_______________________________________；

（2）试管中气球大小 ( 包含试管 ) 体积之比约为 ( 填最简单整数比 )Ⅰ∶Ⅱ ＝________ ；

（3） 甲同学用手触摸试管，发现盛 NaHCO₃粉末的试管变凉，而盛 Na ₂ CO ₃ 粉末的试管温度有升高。由此他推测： NaHCO ₃ 溶液和稀盐酸反应为吸热反应，而 Na ₂CO ₃溶液和稀盐酸反应为放热反应。甲得出的结论是否正确 ________( 填 “正确”或 “ 不正确”)，如不正确，请说明原因：________。

（4）另一小组同学设计实验测定碳酸钠粉末和稀盐酸反应的速率，按下列实验步骤完成实验：按下图所示安装装置，加入碳酸钠粉末，然后快速加入40mL1mol·L^-1的稀盐酸，测量收集10mLCO₂所用的时间。

①安装装置后首先要进行的操作是_______________________。

②根据实验，该小组同学绘制产生CO₂的速率如图所示，a点前反应速率逐渐增大的原因是__________；a点后速率逐渐下降的原因是_______________________。

Answer

两支试管中都产生大量气泡,但盛NaHCO3的试管中反应速率要快得多 42:53 不正确 NaHCO3反应激烈，产生CO2速度快，带出的热量快，仅根据手感来确定是不科学的，而且反应热与物质的状态有关 检查装置气密性 反应放热，加快化学反应速率 盐酸的浓度逐渐降低，反应速率减小

【解析】

⑴固体加入到盐酸中，迅速反应，NaHCO3与盐酸反应速率快。

⑵盐酸过量，0.3gNaHCO3和Na2CO3粉末物质的量之比，即为气体的体积之比。

⑶由于碳酸氢钠反应激烈，产生的二氧化碳速率快，带出的热量快，不能根据手感来判断，而且反应热与物质的状态有关。

⑷①安装发生装置后首先要进行的操作是检查装置气密性；②根据实验，该小组同学绘制产生CO2的速率如图所示，开始速率小，后来速率增大，主要由于反应是放热反应，温度升高影响速率，后来a点后速率逐渐下降的主要是盐酸的浓度降低。

⑴固体加入到盐酸中，迅速反应，因此试管中产生的现象为两支试管中都产生大量气泡，但盛NaHCO3的试管中反应速率要快得多；故答案为：两支试管中都产生大量气泡，但盛NaHCO3的试管中反应速率要快得多。

⑵盐酸过量，0.3gNaHCO3和Na2CO3粉末物质的量之比，由于盐酸过量，因此试管中气球大小(包含试管)体积之比等于两者物质的物质的量之比即Ⅰ∶Ⅱ＝42:53；故答案为：42:53。

⑶由于碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应激烈，产生的二氧化碳速率快，带出的热量快，不能根据手感来判断，而且反应热与物质的状态有关，因此甲得出的结论是不正确，主要原因是NaHCO3反应激烈，产生CO2速度快，带出的热量快，仅根据手感来确定是不科学的，而且反应热与物质的状态有关；故答案为：NaHCO3反应激烈，产生CO2速度快，带出的热量快，仅根据手感来确定是不科学的，而且反应热与物质的状态有关。

⑷①气体发生装置并收集气体，则安装装置后首先要进行的操作是检查装置气密性；故答案为：检查装置气密性。

②根据实验，该小组同学绘制产生CO2的速率如图所示，开始速率小，后来速率增大，虽然浓度减小，但由于反应是放热反应，温度升高影响速率大，因此a点前反应速率逐渐增大的原因是反应放热，加快化学反应速率；后来温度虽然升高，但浓度减小且影响大，因此a点后速率逐渐下降的原因是盐酸的浓度逐渐降低，反应速率减小；故答案为：反应放热，加快化学反应速率；盐酸的浓度逐渐降低，反应速率减小。