Question

某研究小組在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的研究中發(fā)現(xiàn)，通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，其原因是反應(yīng)生成硫酸鈣微溶物覆蓋在固體的表面，阻礙了大理石與稀硫酸的接觸，反應(yīng)速率逐漸減慢甚至停止．為此，該小組設(shè)立研究課題：選擇合適濃度的硫酸和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度制取二氧化碳．

[實(shí)驗(yàn)一]選擇合適濃度的硫酸
操作：在28℃時，用裝有5mL硫酸溶液的注射器向盛有l(wèi)g直徑為2mm大理石的大試管中注入硫酸，記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積，見下表：

試管編號	1	2	3	4	5
硫酸濃度（%）	15	20	25	30	35
氣體體積（mL）	35	47	55	51	42

[實(shí)驗(yàn)二]選擇合適的反應(yīng)溫度
操作：往盛有l(wèi)g直徑為2mm大理石的大試管中分別加入5mL相同合適濃度而不同溫度的硫酸溶液，觀察反應(yīng)的情況，記錄如下表：

試管 編號	A	B	C	D	E
溫度（℃）	40	50	60	70	80
現(xiàn)象和比較	有少量 氣泡	氣泡比A 號試管多	氣泡明顯比B 號試管多	大量氣泡產(chǎn)生，與常溫用鹽酸反應(yīng)相似	反應(yīng)激烈，迅速產(chǎn)生大量氣體

請根據(jù)本次活動的研究目的，分析處理以上兩個表中數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：
（1）稀硫酸與大理石反應(yīng)，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為

25

%．
（2）在合適的硫酸濃度下，應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為

70

℃．
（3）除選用適當(dāng)?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外，在反應(yīng)過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加

搖動試管

操作，更有利于氣體的制備．
（4）該研究小組為了研究

碳酸鈣固體顆粒大小

對該反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．

試管編號	A	B
試管內(nèi)藥品	1g塊狀大理石與5mL25%稀硫酸	1g粉末狀大理石與5mL25%稀硫酸
現(xiàn)象和比較	有少量氣泡	迅速產(chǎn)生較多氣泡

（5）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)研究，你覺得在圖1、圖2、圖3的硫酸和大理石反應(yīng)的裝置中，最佳選用

丙

（填
編號）．

Answer 1

分析：（1）觀察實(shí)驗(yàn)一圖表，并對比即可得出正確答案；
（2）觀察實(shí)驗(yàn)二圖表，并對比即可得出正確答案；
（3）為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，可以用搖動試管的方法解決；
（4）碳酸鈣固體顆粒大小也會影響反應(yīng)的速率；
（5）對比甲、乙、丙三個圖示，看哪一個更合理，即選那個．

解答：解：（1）觀察實(shí)驗(yàn)一圖表，3號試管收集的氣體最多，此時管中硫酸濃度是25%．濃度大于或小于此濃度值生成的氣體體積都少．
（2）觀察實(shí)驗(yàn)二圖表，可知應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為70℃；低于70℃時，生成的氣體少并且反應(yīng)慢，高于70℃反應(yīng)速率過快，不易收集．
（3）為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，可以用搖動試管的方法除去覆蓋在大理石上的硫酸鈣．
（4）碳酸鈣固體顆粒大小也會影響反應(yīng)的速率，也可作為研究課題；
（5）觀察圖示可知，丙裝置可使反應(yīng)隨時停止，隨時反應(yīng)，其他裝置沒有此功能．
故答案為：（1）25（2）70（3）搖動試管．（4）碳酸鈣固體顆粒大小（5）丙

點(diǎn)評：本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查稀硫酸與大理石反應(yīng)的適宜溫度和濃度等問題，培養(yǎng)學(xué)生的對比能力、提取信息的能力．