Question

12．為制取并收集一瓶干燥的CO₂氣體，某課外研究小組向?qū)嶒灲處燁I(lǐng)取了下列儀器和藥品：
（1）要完成該實驗，他們還必須向?qū)嶒灷蠋燁I(lǐng)取的儀器有鑷子、火柴和長頸漏斗或分液漏斗．
（2）實驗室制取時CO₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）收集CO₂時，他們?nèi)绾螜z驗已CO₂收集滿？把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳；
（4）實驗室制取氣體要選擇適當(dāng)反應(yīng)物．我們知道實驗室制取大量CO₂氣體不能用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)，會使收集的CO₂因含有氯化氫氣體而不純．；也不能用稀硫酸，因為稀硫酸和大理石反應(yīng)生成的CaSO₄微溶于水，會阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行．
（5）他們對實驗室制取CO₂的實驗條件展開了進(jìn)一步的探究，做了如下四個對比實驗：
①取m g大理石粉末與足量的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸反應(yīng)；
②取m g塊狀大理石與足量的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸反應(yīng)；
③取m g大理石粉末與足量的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸反應(yīng)；
④取m g塊狀大理石與足量的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸反應(yīng)
實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生氣泡的快慢順序為③＞①＞④＞②．
實驗結(jié)論：影響大理石和鹽酸反應(yīng)快慢的因素有大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 本題從實驗室制取制二氧化碳的反應(yīng)原理，制取裝置，收集方法等來解答．選擇的儀器要滿足實驗要求，選擇的藥品要利于反應(yīng)發(fā)生，制取二氧化碳一般用石灰石和稀鹽酸，這樣反應(yīng)的速度比較適中，制取的氣體中氯化氫氣體也比較少，不用稀硫酸是因為生成的硫酸鈣微溶與水，會覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應(yīng)進(jìn)行．通過控制變量的對比實驗，可以得出影響反應(yīng)速度的因素是反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)物的接觸面積．

解答 解：（1）因為制取二氧化碳?xì)怏w用的是雙孔橡皮塞，他們還必須向?qū)嶒灷蠋燁I(lǐng)取的儀器是 長頸漏斗或分液漏斗
（2）實驗室制取CO₂時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）因為二氧化碳密度大，收集CO₂時，檢滿的方法是 把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳；
（4）實驗室制取大量CO₂氣體不能用濃鹽酸和大理石為原料，因為 濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，會使收集的CO₂不純；也不能用稀硫酸和大理石為原料，因為 稀硫酸和大理石反應(yīng)生成CaSO₄微溶于水，會阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行．
（5）通過對比實驗，可得出結(jié)論：影響大理石和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO₂快慢的因素有 大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
答案：（1）長頸漏斗或分液漏斗
（2）2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳
（4）濃鹽酸易揮發(fā)，會使收集的CO₂因含有氯化氫氣體而不純．稀硫酸和大理石反應(yīng)生成的CaSO₄微溶于水，會阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行．
（5）大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

點評 本題綜合考查了二氧化碳的實驗室制法，并進(jìn)一步探究了反應(yīng)原理，提高了同學(xué)們對實驗室制取二氧化碳的認(rèn)識．