Question

14．下列是學�；瘜W興趣小組實驗室制取二氧化碳氣體的研究過程，請你參與：
（一）回顧實驗室制取二氧化碳氣體過程中，回答下列問題：
（1）實驗室制取二氧化碳氣體選用稀鹽酸，而不選用濃鹽酸，是因為濃鹽酸具有揮發(fā)性，否則會造成制取的二氧化碳氣體不純．
（2）大理石與稀鹽酸反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（二）實驗室制取二氧化碳通常不選用大理石與稀硫酸反應．為此，該小組同學以影響大理石與稀硫酸反應的因素為研究課題進行探究．
【因素一】硫酸鈣的溶解性對反應的影響
同學們查閱硫酸鈣在不同溫度下的溶解度如表一：

溫度/℃	10	20	30	40
溶解度/g	0.244	0.255	0.264	0.265

【因素二】硫酸的濃度對反應的影響
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，見表二：

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

【因素三】溫度對反應的影響
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、
不同溫度的硫酸溶液，觀察反應的情況，記錄如表三：

試管編號	A	B	C	D	E
溫度/℃	40	50	60	70	80
現象和 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	大量氣泡產生，與常溫用鹽酸反應相似	反應非常激烈，迅速產生大量氣體

請根據本次活動的研究目的，分析處理以上三個表中數據，得出結論：
（3）利用表一提供的數據，實驗室不選用稀硫酸制取CO₂的原因：反應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，反應速率逐漸減慢甚至停止．
（4）硫酸與大理石反應，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為25%．
（5）另取一支盛有1g直徑為2mm大理石的大試管，注入40%的硫酸5mL，15分鐘內生成氣體的體積＜（填“＞”或“＜”）42mL．
（6）在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為70℃．
（7）你認為影響該反應速率的因素還可能有碳酸鈣顆粒大小，請設計實驗方案驗證你的猜想分別取1g塊狀大理石和粉末狀大理石于兩支試管中，分別加入5mL25%的稀硫酸，比較產生氣泡快慢．

Answer 1

分析 （一）
（1）根據濃鹽酸具有揮發(fā)性解答；
（2）根據碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳解答；
（二）
（3）根據反應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，反應速率逐漸減慢甚至停止解答；
（4）分析實驗一中的表格中數據作對比即可得出正確答案；
（5）根據表格中數據作對比即可得出正確答案；
（6）觀察實驗二中表格中的數據作對比即可得出正確答案；
（7）碳酸鈣固體顆粒大小也會影響反應的速率，可以據此解答．

解答 解：
（一）
（1）實驗室制取二氧化碳氣體選用稀鹽酸，而不選用濃鹽酸，是因為濃鹽酸具有揮發(fā)性，否則會造成制取的二氧化碳氣體不純．
（2）用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（二）
（3）實驗室不選用稀硫酸制取CO₂的原因：反應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，反應速率逐漸減慢甚至停止；
（4）觀察實驗一中的表格中數據可以知道，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．
（5）另取一支盛有1g直徑為2mm大理石的大試管，注入40%的硫酸5mL，15分鐘內生成氣體的體積＜42mL．
（6）觀察實驗二中表格中的數據，可知應選擇最合適的反應溫度為70℃，低于70℃時，生成的氣體少并且反應慢，高于70℃反應速率過快，不易收集．
（7）碳酸鈣固體顆粒大小也會影響反應的速率，根據表格可知是探究碳酸鈣固體顆粒大小．分別取1g塊狀大理石和粉末狀大理石于兩支試管中，分別加入5mL25%的稀硫酸，比較產生氣泡快慢．
答案：
（一）（1）揮發(fā)性；（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（二）
（3）反應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，反應速率逐漸減慢甚至停止；
（4）25%； 
（5）＜；
（6）70；
（7）碳酸鈣顆粒大��；分別取1g塊狀大理石和粉末狀大理石于兩支試管中，分別加入5mL25%的稀硫酸，比較產生氣泡快慢．

點評 本題以實驗探究的形式考查稀硫酸與大理石反應的適宜溫度和濃度等問題，培養(yǎng)學生的對比能力、提取信息的能力，注意控制變量的使用．