(2008?雅安)某研究小組在實驗室制取二氧化碳的研究中發(fā)現(xiàn),通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳,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.為此,該小組設(shè)立研究課題:選擇合適濃度的硫酸和適當?shù)姆磻?yīng)溫度制取二氧化碳.
[實驗一]選擇合適濃度的硫酸
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(nèi)生成氣體的體積,見下表:
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 |
[實驗二]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 | 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號試管多 | 氣泡明顯比B號試管多 | 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 |
請根據(jù)本次活動的研究目的,分析處理以上兩個表中數(shù)據(jù),得出結(jié)論:
(1)稀硫酸與大理石反應(yīng),在28℃時,選用硫酸的濃度最合適為
25
25
%,因為濃度小于或大于合適濃度對反應(yīng)的影響是
生成氣體體積較少
生成氣體體積較少
.
(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
℃,因為溫度高于或低于該溫度對反應(yīng)的影響是
溫度過低反應(yīng)過慢,溫度過高反應(yīng)劇烈,不利于收集氣體
溫度過低反應(yīng)過慢,溫度過高反應(yīng)劇烈,不利于收集氣體
.
在最合適反應(yīng)溫度時硫酸與大理石反應(yīng)的化學方程式為
CaCO3+H2SO4═CaSO4+CO2↑+H2O
CaCO3+H2SO4═CaSO4+CO2↑+H2O
.
(3) 除選用適當?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外,在反應(yīng)過程中,為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上,應(yīng)增加
搖動試管
搖動試管
操作,更有利于氣體的制備.
(4)你認為該研究小組還可以研究
碳酸鈣固體顆粒大小
碳酸鈣固體顆粒大小
對該反應(yīng)速率的影響.
(5) 在以下硫酸和大理石反應(yīng)的裝置中,最佳選用
丙
丙
(填編號).