Question

【題目】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(shí)，用裝有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g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：

①稀硫酸與大理石反應(yīng)，在28℃時(shí)，選用硫酸的濃度最合適為 %。

【實(shí)驗(yàn)二】選擇合適的反應(yīng)溫度

操作：往盛有1g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：

②在合適的硫酸濃度下，應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為 ℃，在最合適反應(yīng)溫度時(shí)硫酸與大理石反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

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(guò)程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加 操作，更有利于氣體的制備。

④該研究小組為了研究 對(duì)該反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

試管編號(hào)	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

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)研究，在以下硫酸和大理石反應(yīng)的裝置中，最佳選用 （填編號(hào)）。

Answer 1

【答案】①25% ②70℃ CaCO3+H2SO4==CaSO4+CO2↑+H2O ③振蕩試管 ④大理石固體顆粒大小 丙

【解析】

試題分析：①稀硫酸與大理石反應(yīng)，在28℃時(shí)，選用硫酸的濃度最合適為25%，因?yàn)榇藵舛葧r(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)生成的氫氣最多；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℃，在最合適反應(yīng)溫度時(shí)硫酸與大理石反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+H2SO4==CaSO4+CO2↑+H2O；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(guò)程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)振蕩試管，更有利于氣體的制備。④由AB實(shí)驗(yàn)的碳酸鈣的顆粒大小不同可知，為了研究大理石固體顆粒大小對(duì)該反應(yīng)速率的影響，在以下硫酸和大理石反應(yīng)的裝置中，最佳選用丙裝置，因?yàn)榇搜b置能夠達(dá)到固液分離，控制反應(yīng)的進(jìn)行。