Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取CO2及相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行一系列的探究活動(dòng)。

（1）氣體制取。

按如圖1所示的制取裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①寫(xiě)出有標(biāo)號(hào)儀器的名稱(chēng)：a __________，b ___________。

②實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)化學(xué)方程式是______________________________。

③實(shí)驗(yàn)室收集CO2的方法是________________________________________，

原因是_____________________________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)探究。

[提出問(wèn)題] 實(shí)驗(yàn)室制取CO2時(shí)能否采用排水法收集？

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]

實(shí)驗(yàn)一：向一個(gè)充滿(mǎn)CO2氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶。可觀(guān)察到塑料瓶 ________________________，說(shuō)明CO2能溶于水。

實(shí)驗(yàn)二：先用集氣瓶裝滿(mǎn)一瓶蒸餾水（pH=7.0），然后按如圖2所示組裝裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再用pH計(jì)測(cè)定從裝置C排到燒杯中的液體的pH。

測(cè)得燒杯中液體的pH<7.0，說(shuō)明溶液呈酸性，原因是 _____________________。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論] 實(shí)驗(yàn)室制取CO2不宜采用排水法收集。

[拓展延伸] 某同學(xué)先對(duì)圖2裝置做了以下改進(jìn)：將裝置C中的部分蒸餾水換成植物油，將燒杯換成量筒（如圖3所示）。然后利用改進(jìn)后的裝置測(cè)定收集到CO2的體積，測(cè)得氣體的實(shí)際體積小于理論值，原因可能是：①__________，② ___________。

Answer 1

【答案】 鐵架臺(tái) 試管 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑ 向上排空氣法 CO2密度大于空氣 變癟 二氧化塔和水反應(yīng)生成碳酸 裝置漏氣 部分氣體在裝置A內(nèi)等

【解析】鐵架臺(tái)是常用的夾持儀器，大試管是常用的反應(yīng)容器；制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，實(shí)驗(yàn)室制取CO2，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱。二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集。

實(shí)驗(yàn)一中，向一個(gè)充滿(mǎn)CO2氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶，可觀(guān)察到塑料瓶變癟，說(shuō)明CO2能溶于水。

實(shí)驗(yàn)二中，裝置B中碳酸氫鈉溶液的作用是：吸收二氧化碳?xì)怏w中混雜的氯化氫氣體；測(cè)得燒杯中液體的PH＜7.0，說(shuō)明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；利用改進(jìn)后的裝置測(cè)定收集到CO2的體積，測(cè)得氣體的實(shí)際體積小于理論值，原因可能是：裝置漏氣；部分氣體在裝置A內(nèi)等。

解：（1）①鐵架臺(tái)是常用的夾持儀器，試管是常用的反應(yīng)容器；

②實(shí)驗(yàn)室制取CO2，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，化學(xué)方程式為 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑

③實(shí)驗(yàn)室收集CO2的方法是向上排空氣法；原因是CO2密度大于空氣；

（2）實(shí)驗(yàn)一：向一個(gè)充滿(mǎn)CO2氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶，可觀(guān)察到塑料瓶變癟，說(shuō)明CO2能溶于水；

實(shí)驗(yàn)二：測(cè)得燒杯中液體的PH＜7.0，說(shuō)明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；

[拓展延伸]利用改進(jìn)后的裝置測(cè)定收集到CO2的體積，測(cè)得氣體的實(shí)際體積小于理論值，原因可能是：裝置漏氣；部分氣體在裝置A內(nèi)等。