13. 思想方法 对比法 某研究小组能不能选择大理石与合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳展开研究。
【实验一】选择合适浓度的硫酸:在$28\ °\mathrm{C}$时,用装有5 mL硫酸的注射器向盛有1 g直径为2 mm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:

【实验二】选择合适的反应温度:往盛有1 g直径为2 mm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,观察反应的情况,记录如下表:

(1)稀硫酸与大理石反应,在$28\ °\mathrm{C}$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$°\mathrm{C}$,因为温度高于或低于该温度对反应的影响是。
(3)在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石表面上,应增加操作,更有利于气体的制备。

25%
使生成气体体积较少
70
温度过低
反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体
摇动试管(或摇动装置)

【分析】
这道题通过对比实验探究制取二氧化碳时硫酸的合适浓度、反应的合适温度，以及解决硫酸钙覆盖问题的操作。解题思路：（1）实验一控制温度不变，改变硫酸浓度，对比相同时间内生成气体的体积，生成气体最多的浓度为最合适浓度，浓度不合适时生成气体少；（2）实验二控制硫酸浓度不变，改变反应温度，观察反应情况，找到反应速率适中、利于收集的温度，温度过低反应慢，过高反应剧烈不利于收集；（3）硫酸钙微溶会覆盖大理石表面阻碍反应，需通过摇动装置让覆盖物脱落，保证反应持续进行。
【解析】
（1）实验一在28℃时，对比不同浓度硫酸反应15分钟生成气体的体积，25%浓度的硫酸生成气体体积最大，是最合适的；浓度小于或大于25%时，生成气体体积较少，不利于制取二氧化碳。
（2）实验二在合适浓度的硫酸下，70℃时反应速率适中，温度过低反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体，因此最合适的反应温度为70℃。
（3）硫酸钙微溶，会覆盖在大理石表面阻碍反应，增加摇动试管（或摇动装置）的操作，可使覆盖的硫酸钙脱落，让大理石与硫酸持续接触，利于气体制备。
【答案】
25%；使生成气体体积较少；70；温度过低反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体；摇动试管(或摇动装置)
【知识点】
对比实验法；酸与碳酸盐反应；实验操作改进
【点评】
本题以制取二氧化碳的实验探究为载体，考查控制变量的对比实验方法，以及实验实际问题的解决，注重实验思维和操作能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6