Question

【題目】同學們學習”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）

(1)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。

(2)石灰石中的雜質(zhì)既不和鹽酸反應，也不溶于水。

（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，如下圖：

(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關(guān)閉活塞和止水夾 K1 ，打開 K2，K3，K4 雙手握住錐形瓶， 觀察到_____，說明裝置氣密性良好；

(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(guān)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(guān)閉 K1 ，打開 K2 、K3 、K4 ，待丙裝置中收集半瓶氣體時，關(guān)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，乙裝置的作用是 _____ ；

(5)實驗結(jié)束后，裝置甲反應后溶液中溶質(zhì)除了氯化鈣還有沒有其他物質(zhì)？請設計實驗證明你的猜想(寫出實驗方法、現(xiàn)象和結(jié)論)______

(6)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(guān)系圖,從圖中能得息：

① ________________________________________

②___________________________________________________

（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③_____④_____。

Answer 1

【答案】 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 乙中有氣泡冒出 將燃著的小木條放在K1側(cè)管口，木條熄滅，則空氣已排盡 大于 除去二氧化碳中可能混有的氯化氫 取少量反應后的溶液于試管中，加入幾滴紫色石蕊溶液，溶液變紅則甲中溶質(zhì)為氯化 鈣和氯化氫 排水法收集的二氧化碳比排空氣法收集的二氧化碳濃度大 排水法和排空氣法均不能收集到純凈的二氧化碳 將水換成熱水 將水換成飽和的碳酸氫鈉溶液

【解析】（1）甲裝置中是稀鹽酸與碳酸鈣反應生成氯化鈣、二氧化碳和水；

（2）檢查該裝置的氣密性的方法是雙手握住錐形瓶，如乙裝置中有氣泡冒出，則氣密性良好；

（3）檢驗空氣排盡的方法是將燃著的小木條放在K1側(cè)管口，木條熄滅，則空氣已排盡；

（4）由于丙裝置中的pH小于丁裝置中的pH，故丙裝置中溶解二氧化碳的體積大于丁裝置中溶解的二氧化碳的體積；甲裝置中制取的二氧化碳氣體中可能混有氯化氫氣體，故用飽和碳酸氫鈉除去氯化氫氣體；

（5）甲裝置中含有的溶質(zhì)一定有生成的氯化鈣，可能含有過量的稀鹽酸，故取少量反應后的溶液于試管中，加入幾滴紫色石蕊溶液，溶液變紅則甲中溶質(zhì)為氯化 鈣和氯化氫；

（6）由圖可知，排水法收集的二氧化碳比排空氣法收集的二氧化碳濃度大；排水法和排空氣法均不能收集到純凈的二氧化碳

（7）二氧化碳氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，故可以用熱水代替冷水，也可以用飽和碳酸氫鈉溶液代替水；