下列是初三某合作學(xué)習(xí)小組實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w
的研究過(guò)程，請(qǐng)你參與其中．
（一）在實(shí)驗(yàn)制取過(guò)程中，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）如圖中燒瓶?jī)?nèi)放的藥品是大理石或
石灰石
石灰石
（填名稱）；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的符號(hào)表達(dá)式為是
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
；
（3）小兵同學(xué)在用此裝置制取并驗(yàn)證二氧化碳的性質(zhì)時(shí)，在燒瓶?jī)?nèi)裝入固體藥品，在分液漏斗內(nèi)加入稀鹽酸，打開(kāi)分液漏斗的活塞，發(fā)現(xiàn)分液漏斗內(nèi)液體不能滴下，可能的原因是
分液漏斗塞子未打開(kāi)
分液漏斗塞子未打開(kāi)
．
（4）小兵同學(xué)用排水法收集與排空氣法收集CO
2的進(jìn)行比較（分別用體積相同的2個(gè)集氣瓶收集），請(qǐng)幫他完成下表．
| 比較項(xiàng)目 |
排水法 |
向上排空氣法 |
| 收集方法可行性分析 |
CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠(yuǎn)大于其溶解和與水反應(yīng)的速率 |
CO2密度比空氣大， 不與空氣發(fā)生反應(yīng) 不與空氣發(fā)生反應(yīng) ． |
| 收集過(guò)程分析 |
集滿現(xiàn)象： 集氣瓶口有氣泡冒出 集氣瓶口有氣泡冒出 ． |
“驗(yàn)滿”分析：因氣體無(wú)色，故集滿與否較難確定．即便用燃著木條移近容器口火焰熄滅，也難以證明空氣完全排盡． |
| 向收集到的CO2集氣瓶?jī)?nèi)倒入等體積適量澄清石灰水，并振蕩 |
先渾濁后變澄清所需時(shí)間較短． |
先渾濁后變澄清所需時(shí)間較長(zhǎng)． |
| 由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論 |
① 二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集； 二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集； ；②用排水法收集到的二氧化碳比較純凈 用排水法收集到的二氧化碳比較純凈 ． |
（二）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)，其原因是反應(yīng)生成的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(jiàn)下表：
| 試管編號(hào) |
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：
| 試管編號(hào) |
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(hào)試管多 |
氣泡明顯比B號(hào)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(qǐng)根據(jù)本次活動(dòng)的研究目的，分析處理以上兩個(gè)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(shí)，選用硫酸的濃度最合適為
25
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
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(guò)程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加
振蕩試管
振蕩試管
操作，更有利于氣體的制備．
（4）你認(rèn)為該研究小組還可以研究
大理石顆粒大小
大理石顆粒大小
對(duì)該反應(yīng)速率的影響．
（5）計(jì)算：①碳酸鈣中各元素的質(zhì)量比
C：O：Ca=12：48：40
C：O：Ca=12：48：40
．②實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)需要含碳酸鈣80%以上的石灰石制取二氧化碳，現(xiàn)有一石灰石樣品，測(cè)定其鈣元素的含量為36%，請(qǐng)計(jì)算是否符合要求．（寫出計(jì)算過(guò)程）
