Question

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課上，教師將某班組同學(xué)分為A、B兩大組，進(jìn)行了CO₂的制備（利用圖1裝置）、收集方法及有關(guān)CO₂的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的研究．

I．實(shí)驗(yàn)原理、步驟及現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)原理、操作及現(xiàn)象
（1）連接儀器
（2）檢查裝置的氣密性	旋緊橡皮塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管口，向長(zhǎng)頸漏斗中注入水，若長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面高于錐形瓶?jī)?nèi)液面，且保持一段時(shí)間，則該裝置氣密性良好（合理均可）
（3）加藥品：先向250mL錐形瓶中加入顆粒大小差不多的石灰石10塊，旋緊橡膠塞后再?gòu)拈L(zhǎng)頸漏斗中加鹽酸（1：2）25mL	反應(yīng)的化學(xué)方程式： CaCO3+2HCl═H2O+CO2↑+CaCl2
（4）收集：A組用排水法，B組用向上排空氣法，各收集兩瓶（250mL）CO2，并記錄收集滿第一瓶的時(shí)間（從倒鹽酸時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)）．正放桌面上備用．	A組觀察到 集氣瓶?jī)?nèi)液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口冒出 現(xiàn)象時(shí)，表明氣體已經(jīng)收集滿．B組的驗(yàn)滿方法及現(xiàn)象是 將燃著的木條放于瓶口，木條熄滅 記錄集滿第一瓶氣體所需要的時(shí)間．
（5）將收集到的兩瓶氣體分別慢慢倒入放有燃著的蠟燭的燒杯中，如圖所示，觀察現(xiàn)象．	下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅

II．實(shí)驗(yàn)記錄：收集滿第一瓶氣體所需要的時(shí)間

分工	A大組（排水法）				B大組（向上排空氣法）
	第一組	第二組	第三組	第四組	第一組	第二組	第三組	第四組
集滿氣體時(shí)間	35″	43″	39″	44″3	1′15″	1′4″	1′12″	59″

III．實(shí)驗(yàn)分析：
（1）完成表格中的空白之處．
（2）分析實(shí)驗(yàn)記錄的時(shí)間后發(fā)現(xiàn)：集滿一瓶氣體所用時(shí)間排水法比向上排空氣法

短

（填“長(zhǎng)”或“短”）．
（3）A大組同學(xué)在進(jìn)行第5步性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)第一瓶氣體傾倒入燒杯中，燃著蠟燭均未熄滅，而第二瓶氣體傾倒入燒杯中，燃著的蠟燭均熄滅了，可能的原因：

A組第一瓶收集到的氣體主要是從錐形瓶中排出的空氣

．
Ⅳ．實(shí)驗(yàn)延伸：
老師將不同收集方法得到的第二瓶氣體倒放入NaOH溶液中（NaOH溶液可以吸收CO₂，反應(yīng)原理是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O），如圖2所示，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)：集氣瓶?jī)?nèi)液面均上升，上升高度：排水法明顯高于向上排空氣法可能的原因是：

排水法收集到的二氧化碳濃度或純度較高

．
V．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：CO₂能用排水法收集理由是：

排水法收集滿一瓶二氧化碳所用時(shí)間短，現(xiàn)象明顯或操作方便；排水法收集到的二氧化碳濃度或純度較高

．

Answer 1

分析：Ⅰ、根據(jù)檢查裝置氣密性的方法，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理，排水法和排空氣法收集二氧化碳的驗(yàn)滿方法，及二氧化碳的性質(zhì)分析解答；
Ⅲ、對(duì)比排水法和排空氣法收集二氧化碳所用時(shí)間可知：排水法收集滿一瓶氣體所用時(shí)間排水法比向上排空氣法；并據(jù)排水法收集氣體的注意事項(xiàng)分析回答；
Ⅳ、根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析回答；
Ⅴ、依據(jù)實(shí)驗(yàn)分析能用排水法收集二氧化碳的理由．

解答：解：Ⅰ、（2）利用圖1制取二氧化碳，檢查裝置氣密性的方法是：旋緊橡皮塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管口，向長(zhǎng)頸漏斗中注入水，若長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面高于錐形瓶?jī)?nèi)液面，且保持一段時(shí)間，則該裝置氣密性良好；
（3）石灰石的主要成分是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，方程式是CaCO₃+2HCl═H₂O+CO₂↑+CaCl₂；ⅢⅣⅤ
（4）用排水法收集氣體時(shí)，觀察到集氣瓶?jī)?nèi)液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口冒出時(shí)說(shuō)明收集滿了；利用向上排空氣法收集二氧化碳時(shí)，將燃著的木條放于瓶口，木條熄滅說(shuō)明收集滿了；
（5）由于二氧化碳不能燃燒，也不能支持燃燒，且密度比空氣大，所以將收集到的兩瓶氣體分別慢慢倒入放有燃著的蠟燭的燒杯中，將會(huì)觀察到下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅；
Ⅲ、（2）分析實(shí)驗(yàn)記錄的時(shí)間后發(fā)現(xiàn)：集滿一瓶氣體所用時(shí)間排水法比向上排空氣法短；
（3）A大組同學(xué)在進(jìn)行第5步性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)第一瓶氣體傾倒入燒杯中，燃著蠟燭均未熄滅，而第二瓶氣體傾倒入燒杯中，燃著的蠟燭均熄滅了，可能一有氣泡就收集，收集到的氣體主要是從錐形瓶中排出的空氣；
Ⅳ、二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)使試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，水面上升，排水法明顯高于向上排空氣法可能是排水法收集到的二氧化碳濃度或純度較高；
Ⅴ、根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，CO₂能用排水法收集是因?yàn)榕潘�法收集滿一瓶二氧化碳所用時(shí)間短，現(xiàn)象明顯或操作方便，集到的二氧化碳濃度或純度較高；
故答案為：Ⅰ、（2）旋緊橡皮塞，用止水夾夾住導(dǎo)氣管口，向長(zhǎng)頸漏斗中注入水，若長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面高于錐形瓶?jī)?nèi)液面，且保持一段時(shí)間，則該裝置氣密性良好（合理均可）；
（3）CaCO₃+2HCl═H₂O+CO₂↑+CaCl_2；
（4）集氣瓶?jī)?nèi)液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口冒出；將燃著的木條放于瓶口，木條熄滅；
（5）下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅；
Ⅲ、（2）短；
（3）A組第一瓶收集到的氣體主要是從錐形瓶中排出的空氣；
Ⅳ、排水法收集到的二氧化碳濃度或純度較高；
Ⅴ、排水法收集滿一瓶二氧化碳所用時(shí)間短，現(xiàn)象明顯或操作方便；排水法收集到的二氧化碳濃度或純度較高．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析解答問(wèn)題的能力，及對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的步驟和收集等知識(shí)的掌握和應(yīng)用，要注重平時(shí)的學(xué)習(xí)和知識(shí)積累，才能靈活應(yīng)用解答．