Question

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合适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______．
在最合适反应温度时硫酸与大理石反应的化学方程式为______．
（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）你认为该研究小组还可以研究______对该反应速率的影响．
（5）在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用______（填编号）．

Answer

（1）观察实验一图表，并对比即可得出正确答案；
（2）观察实验二图表，并对比即可得出正确答案；根据反应物和生成物写出化学反应式；
（3）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；
（4）碳酸钙固体颗粒大小也会影响反应的速率；
（5）对比甲、乙、丙三个图示，看哪一个更合理，即选那个．
【解析】
（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）观察实验二图表，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．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．
故答案为：70、温度过低反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体、CaCO3+H2SO4═CaSO4+CO2↑+H2O；
（3）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．
故答案为：摇动试管（或摇动装置）；
（4）碳酸钙固体颗粒大小也会影响反应的速率，也可作为研究课题；
故答案为：碳酸钙固体颗粒大小（其它合理回答也给分，例如“大理石纯度”等）；
（5）观察图示可知，丙装置可使反应随时停止，随时反应，其他装置没有此功能．
故答案为：丙．