Question

某探究小組用測量HNO₃與大理石反應過程中質量減小的方法，研究影響反應速率的因素。限選試劑：1.00 mol·L^-1 HNO₃、2.00 mol·L^-1 HNO₃，細顆粒大理石、粗顆粒大理石，35 ℃水浴。
(1)他們能完成哪些因素對速率影響的探究?
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(2)請根據能進行的探究內容，填寫以下實驗設計表，完成探究實驗：

(3)整個實驗中應控制的不變量是硝酸溶液體積和                。
(4)該實驗小組用如圖實驗裝置進行實驗。

①除電子天平、干燥管、錐形瓶、藥匙、膠塞等儀器外，必需的實驗儀器還有       。
②干燥管中應放置的試劑是              。

A．堿石灰	B．無水CaCl2
C．P2O5固體	D．濃硫酸

③若撤除干燥管裝置，所測速率           (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

Answer 1

(1)硝酸濃度、溫度、大理石表面積
(2)

實驗編號	T/℃	大理石規格	HNO3濃度/mol·L-1
①	常溫	粗顆粒	2.00
②	常溫	粗顆粒	1.00
③	35 ℃水浴	粗顆粒	2.00
④	常溫	細顆粒	2.00

(3)CaCO₃  質量   (4)①秒表、量筒  ②B、C  ③偏大

解答本題時應注意以下三點：
(1)根據所給數據分析影響反應速率的因素。
(2)分析外界因素對反應速率的影響時，要采取變量控制的方法，控制只有一個因素發生變化，其他因素不變。
(3)考慮減小誤差所采取的措施。
(1)根據所給的試劑可知有兩種不同濃度的硝酸，因此可比較濃度對反應速率的影響；有兩種不同狀態的大理石，因此可比較固體表面積對反應速率的影響；還有35 ℃水浴，因此可比較溫度對反應速率的影響。
(2)因為①與②的不同是HNO₃濃度不同，所以其他的因素應該相同。若①中大理石為粗顆粒，則②中大理石為粗顆粒，溫度為常溫。①與②研究的是HNO₃濃度對反應速率的影響；①③中HNO₃的濃度相同，可以控制溫度變化，碳酸鈣都為粗顆粒分析溫度對反應速率的影響；①④中HNO₃濃度相同，可改變CaCO₃的狀態，比較常溫下粗顆粒與粉末狀CaCO₃時的反應速率快慢。其他合理答案也可。
(3)反應過程中除了控制硝酸溶液的體積相同外，還要控制CaCO₃的質量相同。
(4)①根據圖中裝置可知要測定單位時間內燒杯內減少的質量，把減少的質量看作是CO₂的質量。所以還需要用量筒量取所需HNO₃體積及秒表計算所需時間。
②干燥CO₂且不能讓水蒸氣逸出，需要酸性干燥劑或中性干燥劑，B、C都可以。
③若不用干燥裝置，則相同時間內減少的質量增大，認為生成的CO₂增大，反應速率值偏大。