Question

【題目】某研究小組在實驗室制取二氧化碳的研究中發現，通常不選用大理石與稀硫酸反應制取二氧化碳，其原因是反應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，反應速率逐漸減慢甚至停止。為此，該小組設立研究課題：選擇合適濃度的硫酸和適當的反應溫度制取二氧化碳。

【實驗一】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1g直徑為2mm大理石的大試管中注入硫酸，記錄15分鐘內生成氣體的體積，見下表：

①稀硫酸與大理石反應，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為 %。

【實驗二】選擇合適的反應溫度

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，觀察反應的情況，記錄如下表：

②在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為 ℃，在最合適反應溫度時硫酸與大理石反應的化學方程式為 。

③除選用適當的溫度和合適濃度的硫酸之外，在反應過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應增加 操作，更有利于氣體的制備。

④該研究小組為了研究 對該反應速率的影響，進行了如下實驗。

試管編號	A	B
試管內藥品	1g塊狀大理石與5mL25%稀硫酸	1g粉末狀大理石與5mL25%稀硫酸
現象和比較	有少量氣泡	迅速產生較多氣泡

根據上述實驗研究，在以下硫酸和大理石反應的裝置中，最佳選用 （填編號）。

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，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為25%，因為此濃度時，在相同的時間內生成的氫氣最多；②在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為70℃，在最合適反應溫度時硫酸與大理石反應的化學方程式為CaCO3+H2SO4==CaSO4+CO2↑+H2O；③除選用適當的溫度和合適濃度的硫酸之外，在反應過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應振蕩試管，更有利于氣體的制備。④由AB實驗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該反應速率的影響，在以下硫酸和大理石反應的裝置中，最佳選用丙裝置，因為此裝置能夠達到固液分離，控制反應的進行。