【題目】某小組在學習“二氧化碳實驗室制取的研究”課題時,探究了二氧化碳的收集方法。

【查閱資料】通常狀況下,1體積水約溶解1體積二氧化碳,所得溶液的PH約為5.6,PH越小,二氧化碳在水中溶解越多。

【提出問題】二氧化碳能不能用排水法收集?

【設計實驗】

實驗一:在通常狀況下,測定二氧化碳溶于水所得溶液的PH,判斷二氧化碳在水中溶解的體積,如圖:

(1)甲裝置中反應的化學方程式______________________。

(2)檢查甲裝置氣密性的方法是______________________

(3)實驗時,需先將甲裝置中的空氣排盡。其操作是打開止水夾K1,關閉止水夾K2,

打開活塞,滴加稀鹽酸至空氣排盡。檢驗空氣排盡的方法是_______________

(4)關閉K1,打開K2、K3、K4,待丙裝置中收集半瓶氣體時,關閉K2、K3、K4,充分振蕩丙裝置,分別測得丙、丁瓶裝置中溶液的PH為5.5和6.5。分析可知,溶解的二氧化碳體積丙裝置中___________(填“大于”或“等于”或“小于”)丁裝置中。實驗中,乙裝置的作用是___________________

實驗二:用二氧化碳數(shù)字傳感器測得收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)。如圖是收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)隨時間變化的關系圖,從圖中能得到哪些信息:

_____________________,_________________。

【結(jié)論反思】由實驗一、二分析,改進實驗裝置,二氧化碳能用排水法收集。能降低二氧化碳在水中溶解性的措施_____________(寫一條即可)。

【答案】 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 先在K1導管口處連接另一長導管,把長導管一端放入水中,關閉活塞,再雙手緊握容器外壁,若導管口有氣泡冒出,則裝置不漏氣或先在K1導管口處連接一注射器,關閉活塞,將注射器活塞向外拉再松開手,若注射器活塞回位,則裝置氣密性良好。(其他合理答案均可,但要有可操作性) 用一根燃著的木條放在K1導管口處,若木條熄滅說明空氣排盡 大于 吸收二氧化碳中混有的氯化氫氣體 收集二氧化碳無論是排水法還是向上排空氣法,都得不到100%純凈的二氧化碳 收集二氧化碳排水法比向上排空氣法要純 升高水的溫度或使用熱水收集

【解析】實驗一、(1)碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳,配平即可,化學方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;

(2)根據(jù)甲裝置的特點,檢查甲裝置氣密性,可以先在K1導管口處連接另一長導管,把長導管一端放入水中,關閉活塞,再雙手緊握容器外壁,若導管口有氣泡冒出,則裝置不漏氣或先在K1導管口處連接一注射器,關閉活塞,將注射器活塞向外拉再松開手,若注射器活塞回位,則裝置氣密性良好。(其他合理答案均可,但要有可操作性)

(3)檢驗空氣已排盡的方法是將燃著的木條放在K1導管口處,若木條熄滅則空氣已經(jīng)排盡。

(4)由于二氧化碳溶于水,與水反應生成碳酸,由丙、丁瓶裝置中溶液的pH為5.5和6.5可知:在丙裝置中所溶解二氧化碳的體積大于丁裝置中溶液的總體積;實驗中,乙裝置的作用是吸收二氧化碳中的HCl氣體,若沒有乙裝置,則測出的溶液pH會偏小,因為氯化氫氣體溶于水是鹽酸,酸性比較強。

實驗二、由圖可知,收集二氧化碳無論是排水法還是向上排空氣法,都得不到100%純凈的二氧化碳,排水法收集的純度更高;

【結(jié)論反思】由實驗一、二分析,我認為二氧化碳能用排水法收集,能減少二氧化碳在水中溶解度的措施是:升溫或加酸或事先制成二氧化碳的飽和溶液。

練習冊系列答案
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分子在不斷運動

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