Question

3．某研究小组设立研究课题：选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度进行制取．
Ⅰ．选择合适浓度的硫酸．在28℃时，采用控制变量法进行实验，记录15分钟内生成气体的体积，如下表：

试管编号	1	2	3	4	5
硫酸浓度（%）	15	20	25	30	35
气体体积（mL）	35	47	55	51	42

Ⅱ．选择合适的反应温度．在合适的硫酸浓度下采用控制变量法进行实验，观察反应的情况，记录如下表：

试管编号	A	B	C	D	E
温度（℃）	40	50	60	70	80
现象和比较	有少量气泡	气泡比A号试管多	气泡明显比B号试管多	大量气泡产生，与常温盐酸反应相似	反应剧烈，迅速产生较多气体

分析以上数据，回答问题：
（1）在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为25%，因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是生成气体体积较少．
（2）在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为70℃，理由是温度过低反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体．
（3）在最合适反应条件时，硫酸与大理石反应的化学方程式为CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+CO₂↑+H₂O．
（4）除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加摇动试管（或摇动装置）操作，更有利于气体的制备．

Answer 1

分析 （1）分析实验一中的表格中数据作对比即可得出正确答案；
（2）观察实验二中表格中的数据作对比即可得出正确答案；
（3）根据反应物和生成物写出化学反应式；
（4）为防止硫酸钙覆盖在大理石上，可以用摇动试管的方法解决．

解答 解：（1）】①观察实验一图表，3号试管收集的气体最多，此时管中硫酸浓度是25%．浓度大于或小于此浓度值生成的气体体积都少．故答案为：25；生成气体体积较少；
（2）观察实验二中表格中的数据，可知应选择最合适的反应温度为70℃；低于70℃时，生成的气体少并且反应慢，高于70℃反应速率过快，不易收集．
故填：70；温度过低反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体；
（3）硫酸与大理石反应生成硫酸钙、水、二氧化碳，化学反应式是：CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+CO₂↑+H₂O．
故填：CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+CO₂↑+H₂O；
（4）为防止硫酸钙覆盖在大理石上，可以用摇动试管的方法除去覆盖在大理石上的硫酸钙．
故填：摇动试管（或摇动装置）．

点评 本题以实验探究的形式考查稀硫酸与大理石反应的适宜温度和浓度等问题，培养学生的对比能力、提取信息的能力．