《2025年初中化学小题狂做九年级上册沪教版巅峰版》

7. 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,其原因是反应生成的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 硫酸的注射器向盛有 1g 直径为 2mm 的大理石的大试管中注入硫酸,记录 15min 内生成气体的体积,见下表所示。
|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。
操作:向盛有 1g 直径为 2mm 的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,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℃|
|现象比较|少量气泡|气泡比 A 多|气泡明显比 B 多|大量气泡,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) 硫酸与大理石反应,在 28℃时,选用硫酸的浓度最合适为25%,因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是生成气体的体积较小。
(2) 在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为70℃,因为温度高于或低于该温度对反应的影响是温度过低反应过慢,温度过高反应剧烈,不利于收集气体。
(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,应振荡试管(或增加振荡试管装置),更有利于气体的制备。
(4) 该研究小组为了研究大理石颗粒大小对该反应速率的影响,进行了如下实验。
|试管编号|A|B|
|药品|1g 块状大理石与 5mL 25%稀硫酸|1g 粉末状大理石与 5mL 25%稀硫酸|
|现象比较|有少量气泡|迅速产生较多气泡|
(5) 根据上述实验研究,你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中,最宜选用丙(填编号)。
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答案： （1）25 生成气体的体积较小 （2）70 温度过低反应过慢,温度过高反应剧烈,不利于收集气体 （3）振荡试管(或增加振荡试管装置) （4）大理石颗粒大小 （5）丙