Question

【題目】某小組在學習“二氧化碳制取的研究”課題時，進行了一系列探究實驗。請你一起參與他們的活動，并回答以下問題。探究活動一：能否用排水法收集CO2

（查閱資料）（1）標況下，1體積的水溶解1體積的CO2

（2）一定濃度的稀鹽酸和石灰石反應時，CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠大于其溶解和與水反應的速率；

（3）向澄清的石灰水中通入過量的CO2發(fā)生了如下反應；CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2

（實驗探究）甲、乙兩位同學分別用排水法和向上排空氣法收集兩瓶體積相同的CO2

		甲	乙
實驗步驟	（1）甲、乙兩位同學各收集一瓶CO2（兩個集氣瓶體積相同）	向上排空氣法收集并驗滿（理由：CO2_____，且不與空氣的成分發(fā)生反應；驗滿方法：_____）	排水法收集，無需驗滿（集滿現(xiàn)象：_____）
	（2）向集氣瓶中倒入等體積適量的澄清石灰水	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較長	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較短

（實驗結論）可以用排水法收集CO2而且，與向上排空氣法相比，排水法在收集CO2時有以下優(yōu)點_____。

活動小組的同學還發(fā)現(xiàn)塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應至氣泡逸出不明顯后，測得其殘留液pH=2．對此他們繼續(xù)進行探究：

探究活動二：反應后溶液pH的變化取適量反應后的溶液。逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH數(shù)字探測儀連續(xù)監(jiān)測，得曲線如圖（縱坐標為pH，橫坐標為時間）；

（1）請解釋反應后溶液pH=2可能的原因：_____

（2）寫出AB段內有關化學方程式：_____。

（3）寫出BC“平臺”段化學方程式：_____。

（4）CD段上升的原因是：_____。

Answer 1

【答案】密度比空氣大 將燃著的木條放在集氣瓶口，若小木條熄滅，則說明CO2已收集滿 集氣瓶內液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口逸出 ①排水法集滿CO2現(xiàn)象明顯或操作方便；②排水法收集到的CO2氣體濃度或純度較高 稀鹽酸有剩余 Na2CO3溶液呈堿性，過量的Na2CO3溶液使溶液堿性增強

【解析】

碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉。

[實驗探究]二氧化碳不燃燒，不支持燃燒，密度比空氣大，能使澄清石灰水變渾濁。

		甲	乙
實驗步驟	（1）甲、乙兩位同學各收集一瓶CO2（兩個集氣瓶體積相同）	向上排空氣法收集并驗滿（理由為：CO2 密度比空氣大，且不與空氣的成分發(fā)生反應；驗滿方法為：將燃著的木條放在集氣瓶口，若小木條熄滅，則說明CO2已收集滿）	排水法收集，無需驗滿（集滿現(xiàn)象：集氣瓶內液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口逸出）
	（2）向集氣瓶中倒入等體積適量的澄清石灰水	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較長	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較短

[實驗結論]可以用排水法收集CO2而且與向上排空氣法相比，排水法在收集CO2時有以下優(yōu)點①排水法集滿CO2現(xiàn)象明顯或操作方便；②排水法收集到的CO2氣體濃度或純度較高。

探究活動二：

（1）反應后溶液pH=2，說明溶液顯酸性，故可能的原因稀鹽酸有剩余。

（2）AB段內為碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，故反應的化學方程式為。

（3）BC“平臺”段為碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，故反應的化學方程式為。

（4）CD段上升的原因是Na2CO3溶液呈堿性，過量的Na2CO3溶液使溶液堿性增強。