Question

【題目】小新在實驗室制取二氧化碳時發現：如果用大理石和稀硫酸混合制二氧化碳，一開始產生一些氣泡，可是很快氣泡產生的速度越來越慢，最終停止了。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。因此通常不選用大理石與稀硫酸反應制取二氧化碳。對此，小新產生了疑問并大膽猜想展開實驗。

（1）【猜想一】選擇合適的硫酸的濃度能使反應快速進行

【進行實驗】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，實驗選取5種濃度（如右圖）的硫酸分5組完成，每次記錄15分鐘內生成氣體的體積，記錄在下表：

試管編號	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快速進行

【進行實驗】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，觀察反應的情況，記錄如下表：

試管編號	溫度℃	現象
A	40	有氣泡
B	50	氣泡比A試管多
C	60	氣泡明顯比B號試管多，持續時間更長
D	70	大量氣泡產生，與常溫用鹽酸反應相似
E	80	反應非常劇烈，大理石迅速溶解并產生大量氣體

（3）【實驗分析】

①稀硫酸與大理石反應，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適的是___________%。

②在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為___________℃。

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

（4）你認為還可以研究___________對該反應速率的影響，請你設計實驗簡述實驗步驟______________。

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，觀察

【解析】

試題分析：（3）①根據在28℃時，5種不同濃度的稀硫酸與大理石反應的實驗數據記錄可知：當稀硫酸濃度為25%時，在15分鐘內生成二氧化碳氣體的體積最大，即反應速率最快，故在28℃時，選用硫酸的濃度最合適的是25%

②實驗室制取氣體化學反應速率不宜太過激烈，不方便收集，故在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為70℃，化學反應速率適中

③除選用合適溫度和濃度硫酸之外，在反應過程中，為防止微溶物硫酸鈣覆蓋在大理石上，應增加攪拌（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）影響化學反應速率的因素還有：固體與液體的接觸面積（大理石的顆粒大小）；設計實驗時要注意控制變量，實驗步驟為：28℃時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，觀察