Question

【題目】小新在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)發(fā)現(xiàn)：如果用大理石和稀硫酸混合制二氧化碳，一開(kāi)始產(chǎn)生一些氣泡，可是很快氣泡產(chǎn)生的速度越來(lái)越慢，最終停止了。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。因此通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳。對(duì)此，小新產(chǎn)生了疑問(wèn)并大膽猜想展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。

（1）【猜想一】選擇合適的硫酸的濃度能使反應(yīng)快速進(jìn)行

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】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，實(shí)驗(yàn)選取5種濃度（如右圖）的硫酸分5組完成，每次記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積，記錄在下表：

試管編號(hào)	氣體體積（mL）
1	35
2	47
3	55
4	51
5	42

（2）【猜想二】選擇合適的溫度可以使反應(yīng)快速進(jìn)行

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】向5只分別盛有1g、直徑為2mm大理石的大試管中各加入5mL相同濃度而不同溫度的硫酸溶液，觀(guān)察反應(yīng)的情況，記錄如下表：

試管編號(hào)	溫度℃	現(xiàn)象
A	40	有氣泡
B	50	氣泡比A試管多
C	60	氣泡明顯比B號(hào)試管多，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)
D	70	大量氣泡產(chǎn)生，與常溫用鹽酸反應(yīng)相似
E	80	反應(yīng)非常劇烈，大理石迅速溶解并產(chǎn)生大量氣體

（3）【實(shí)驗(yàn)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的是___________%。

②在合適的硫酸濃度下，應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為_(kāi)__________℃。

③除選用合適溫度和濃度硫酸之外，在反應(yīng)過(guò)程中，為防止微溶物硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加_________操作，更有利氣體的制備。

（4）你認(rèn)為還可以研究___________對(duì)該反應(yīng)速率的影響，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟______________。

Answer 1

【答案】（3）①25% ②70℃ ③攪拌（或振蕩）

（4）固體與液體的接觸面積（大理石的顆粒大小）；28℃時(shí)分別取顆粒直徑不同的幾組大理石樣品放在試管中，向其中加入等體積的25%的稀硫酸，觀(guān)察

【解析】

試題分析：（3）①根據(jù)在28℃時(shí)，5種不同濃度的稀硫酸與大理石反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄可知：當(dāng)稀硫酸濃度為25%時(shí)，在15分鐘內(nèi)生成二氧化碳?xì)怏w的體積最大，即反應(yīng)速率最快，故在28℃時(shí)，選用硫酸的濃度最合適的是25%

②實(shí)驗(yàn)室制取氣體化學(xué)反應(yīng)速率不宜太過(guò)激烈，不方便收集，故在合適的硫酸濃度下，應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為70℃，化學(xué)反應(yīng)速率適中

③除選用合適溫度和濃度硫酸之外，在反應(yīng)過(guò)程中，為防止微溶物硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加攪拌（或振蕩）操作，使覆蓋在大理石表面的硫酸鈣除去，更有利氣體的制備

（4）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素還有：固體與液體的接觸面積（大理石的顆粒大小）；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意控制變量，實(shí)驗(yàn)步驟為：28℃時(shí)分別取顆粒直徑不同的幾組大理石樣品放在試管中，向其中加入等體積的25%的稀硫酸，觀(guān)察