Question

（1）实验室制取二氧化碳用块状大理石或石灰石和稀盐酸；
①其反应符号表达式______．
②可用的发生装置有：______（选填上图字母序号）．

③装置E或F相对于装置C在操作方面的优势为：______．
④排水法收集与排空气法收集CO₂的比较（分别用体积相同的2个集气瓶收集）

比较项目	排水法	向上排空气法
收集方法可行性分析	CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率．	CO2密度比空气大，且______
收集过程分析	集满现象：______	“验满”分析因气体无色，故集满与否较难确定．即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭，也难以证明空气完全排尽．
向收集到CO2的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水，并振荡	先浑浊后变澄清所需时间较短．	先浑浊后变澄清所需时间较长．
由上述实验可得结论	①______；②______．

⑤写出澄清石灰水变浑浊的化学符号表达______．
（2）某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止．为此，该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳．
[实验一]选择合适浓度的硫酸
操作：在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表

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

[实验二]选择合适的反应温度
操作：往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，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，与常温用盐酸反应相似	反应激烈，迅速产生大量气体

请根据本次活动的研究目的，分析处理以上两个表中数据，得出结论：
①稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为______，因为浓度小于或大于此浓度对反应的影响是______
②在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为______℃，因为温度高于或低于该温度对反应的影响是______
③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______操作，更有利于气体的制备．
④该研究小组为了研究______对该反应速率的影响，进行了如下实验．

试管编号	A	B
试管内药品	1g块状大理石与5mL25%稀硫酸	1g粉末状大理石与5mL25%稀硫酸
现象和比较	有少量气泡	迅速产生较多气泡

Answer

此题涉及了二氧化碳实验室制取的原理，即实验室制取二氧化碳用块状大理石或石灰石和稀盐酸．由于实验室制取二氧化碳用块状大理石或石灰石和稀盐酸，属于固液不需要加热的反应，所以适合制取二氧化碳的发生装置有B、C、D、E、F均可；但是装置E、F与其它装置相比略有不同，而E、F则可以随开随用、随关随停、不与空气反应等特点．排水法和排气法收集方法的比较探究，在此题中排水法又略显优势．实验室药品的状态不同、反应条件不同等都会影响反应速度的快慢，如④中同样是大理石和硫酸反应，大理石的状态不同，反应速度也不同．
【解析】
（1）①实验室制取二氧化碳用块状大理石或石灰石和稀盐酸，写出反应符号表达式的关键是，正确书写反应物CaCO3和HCl以及生成物CaCl2、H2O、CO2的化学式．
②由于实验室制取二氧化碳用块状大理石或石灰石和稀盐酸，属于固液不需要加热的反应，所以适合制取二氧化碳的发生装置有B、C、D、E、F均可；
③装置C与E、F相比最大的区别是：装置C无法控制酸的量，也就无法控制反应速度，而E、F则可以随开随用、随关随停、不与空气反应等特点．
④排水法验满的现象：集气瓶液面下降至瓶口，且瓶口有气泡冒出；
可行性分析：不与空气反应
与排空气法相比优点：排水法收集满更快，集满现象更明显；收集气体更纯净．
⑤澄清石灰水变浑浊主要是生成CaCO3沉淀．
（2）①通过表格中的数据比较不难发现当浓硫酸的浓度为25%时制的二氧化碳体积最多，高于或低于此浓度产生气体速度减慢．
②通过表格中的数据比较不难发现当反应速度为70℃时，其反应速度适中，符合要求．其它温度反应太慢或太快来不利于收集．
③不断地振荡（摇晃），可以防止硫酸钙覆盖在大理石上．
④通过表格中A和B的反应速度不难看出，固液接触面积（或固体形状）也会影响反应速度．
故答案为：
（1）①CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
②B、C、D、E、F
③随开随用随关随停；
④集气瓶液面下降至瓶口，且瓶口有气泡冒出；不与空气反应
排水法收集满更快，集满现象更明显；收集气体更纯净
⑤CO2+Ca（OH）2→CaCO3↓+H2O
（2）①25%、高于或低于此浓度产生气体速度减慢
②70、其它温度反应太慢或太快来不利于收集
③振荡（摇晃）
④固液接触面积（固体形状）