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  • 1. (2022·浙江) 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

    实验操作: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,如下表所示:

    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

    实验操作:往盛有1g 直径为2mm大理石的大试管中分别加入5 mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表所示:

    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. (1) 稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为%;在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为℃。在最合适的反应温度时,硫酸与大理石反应的化学方程式为
    2. (2) 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。
    3. (3) 你认为该研究小组还可以研究对该反应速率的影响。
    4. (4) 在以下硫酸和大理石反应的装置中,最佳选用(选填编号)。

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