Question

【題目】在學(xué)習(xí)“二氧化碳的制備方法”的以后，同學(xué)們認(rèn)真觀察、大膽質(zhì)疑，又提出了以下值得進(jìn)一步探究的問題． [提出問題]二氧化碳能溶于水真的不能用排水法收集二氧化碳了嗎？
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]
利用如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置，制備并收集二氧化碳．選用同批次的顆粒狀和塊狀大理石，分別與10%、7.5%、5%、2.5%、1%的稀鹽酸（每次用量均為70ml）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．每一組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的二氧化碳采用連續(xù)收集的方法，即收集完第1瓶馬上開始收集第2瓶…順次完成直到不再生成二氧化碳為止，并記錄收集滿每一瓶二氧化碳的所用時(shí)間，如表1．
表1 連續(xù)收集二氧化碳時(shí)各瓶所用的時(shí)間

瓶子序號(hào) 石灰石的形狀 鹽酸的濃度/%		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10	顆粒	9	8	9	12	14	20	19	21	30	195	﹣
	塊狀	12	12	16	19	22	24	37	56	177	﹣
7.6	顆粒	13	11	12	15	17	26	55	55	153	﹣
	塊狀	15	13	15	17	21	23	32	55	119	﹣
5	顆粒	14	18	18	32	63	﹣
	塊狀	20	31	59	﹣
2.5	顆粒	43	﹣
	塊狀	46	61	﹣
1	顆粒	﹣
	塊狀	﹣

注：表中“﹣”表示該瓶氣體未能收集滿，空白表示實(shí)驗(yàn)已結(jié)束．
選擇氣體的收集方法還要考慮氣體的收集率的問題，即： ×100%
由此將表1中部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行整理得到表2．
表2 排水法收集二氧化碳的收集率

鹽酸濃度/%	10		7.5		5
石灰石形狀	顆粒	塊狀	顆粒	塊狀	顆粒	塊狀
理論計(jì)算的產(chǎn)生氣體總體積/mL	2241		1649		1099
實(shí)際收集的氣體總體積/mL	1450	1305	1305	1305	725	435
收集率/%	65	58	79	79	66	40

[提出問題]除此之外，收集的時(shí)機(jī)是否會(huì)對(duì)排水法收集二氧化碳的純度造成影響呢？
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]利用濃度傳感器，將第一步實(shí)驗(yàn)中“7.5%的鹽酸與塊狀石灰石”的一組實(shí)驗(yàn)中第1、2、3、4號(hào)集氣瓶進(jìn)行測(cè)定，并將二氧化碳的濃度記錄在表3中．

瓶序	1	2	3	4
CO2的濃度/%	52.6	85.2	92.3	93.6

根據(jù)以上那個(gè)探究過程，結(jié)合數(shù)據(jù)回答以下問題：
（1）圖1的錐形瓶?jī)?nèi)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式為；
（2）制備二氧化碳時(shí)選擇濃度為% 的鹽酸最為適宜；當(dāng)選用適當(dāng)濃度的鹽酸后，石灰石的形狀對(duì)制備并收集二氧化碳（填“有”或“無”）顯著影響．
（3）若要收集得到濃度比較高（80%以上）的二氧化碳，對(duì)收集的時(shí)機(jī)你有怎樣的建議： ．
（4）依據(jù)探究過程說一說實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)能不能選用排水集氣法呢？說明理由 ．

Answer 1

【答案】
（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
（2）7.5；無
（3）反應(yīng)一段時(shí)間后再收集
（4）只要選用適當(dāng)?shù)臐舛鹊南←}酸在適當(dāng)時(shí)機(jī)收集即可
【解析】解：（1）石灰石與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（2）從表格數(shù)據(jù)可以分析得出，制備二氧化碳時(shí)選擇濃度為7.5%的鹽酸最為適宜；當(dāng)選用適當(dāng)濃度的鹽酸后，石灰石的形狀對(duì)制備并收集二氧化碳無影響；（3）①號(hào)中二氧化碳濃度較低，2、3、4號(hào)集氣瓶中濃度增大，從表格數(shù)據(jù)可以分析得出反應(yīng)一段時(shí)間后再收集；（4）依據(jù)探究過程可以得出：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)能選用排水集氣法，理由是：只要選用適當(dāng)?shù)臐舛鹊南←}酸在適當(dāng)時(shí)機(jī)收集即可． 答案：（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（2）7.5； 無；（3）反應(yīng)一段時(shí)間后再收集（學(xué)生只要寫間隔一段時(shí)間即可，具體寫出秒數(shù)也可）；（4）能，只要選用適當(dāng)?shù)臐舛鹊南←}酸在適當(dāng)時(shí)機(jī)收集即可．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)．