Question

1．某小組在學(xué)習(xí)“二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制取的研究”課題時(shí)，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(wèn)題】二氧化碳能不能用排水法收集？
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)一：在通常狀況下，測(cè)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(yīng)的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）檢查甲裝置氣密性的方法是先在K₁導(dǎo)管口處連接另一長(zhǎng)導(dǎo)管，把長(zhǎng)導(dǎo)管一端放入水中，關(guān)閉活塞，再雙手緊握容器外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則裝置不漏氣
或先在K₁導(dǎo)管口處連接一注射器，關(guān)閉活塞，將注射器活塞向外拉再松開(kāi)手，若注射器活塞回位，則裝置氣密性良好．．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需先將甲裝置中的空氣排盡．其操作是打開(kāi)止水夾K₁，關(guān)閉止水夾K₂，
打開(kāi)活塞，滴加稀鹽酸至空氣排盡．檢驗(yàn)空氣排盡的方法是用一根燃著的木條放在K₁導(dǎo)管口處，若木條熄滅說(shuō)明空氣排盡．
（4）關(guān)閉K₁，打開(kāi)K₂、K₃、K₄，待丙裝置中收集半瓶氣體時(shí)，關(guān)閉K₂、K₃、K₄，充分振蕩丙裝置，分別測(cè)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大于（填“大于”或“等于”或“小于”）丁裝置中．實(shí)驗(yàn)中，乙裝置的作用是吸收二氧化碳中混有的氯化氫氣體．
實(shí)驗(yàn)二：用二氧化碳數(shù)字傳感器測(cè)得收集的氣體中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)．如圖是收集的氣體中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，從圖中能得到哪些信息：
①收集二氧化碳無(wú)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，
②收集二氧化碳排水法比向上排空氣法要純．
【結(jié)論反思】由實(shí)驗(yàn)一、二分析，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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升高水的溫度或使用熱水收集（寫(xiě)一條即可）．

Answer 1

分析 據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：（1）甲裝置中是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)，生成氯化鈣和水以及二氧化碳，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）由于甲裝置多處導(dǎo)管開(kāi)口，所以要首先形成密閉空間，用雙手捂住加熱觀察是否有氣泡冒出，具體的方法是 先在K₁導(dǎo)管口處連接另一長(zhǎng)導(dǎo)管，把長(zhǎng)導(dǎo)管一端放入水中，關(guān)閉活塞，再雙手緊握容器外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則裝置不漏氣．或先在K₁導(dǎo)管口處連接一注射器，關(guān)閉活塞，將注射器活塞向外拉再松開(kāi)手，若注射器活塞回位，則裝置氣密性良好．．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需先將甲裝置中的空氣排盡．其操作是打開(kāi)止水夾K₁，關(guān)閉止水夾K₂，
打開(kāi)活塞，滴加稀鹽酸至空氣排盡．檢驗(yàn)空氣排盡的方法是 用一根燃著的木條放在K₁導(dǎo)管口處，若木條熄滅說(shuō)明空氣排盡．
（4）關(guān)閉K₁，打開(kāi)K₂、K₃、K₄，待丙裝置中收集半瓶氣體時(shí)，關(guān)閉K₂、K₃、K₄，充分振蕩丙裝置，分別測(cè)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 大于 丁裝置中．所以在要加裝儀器進(jìn)行HCl氣體的吸收，避免造成干擾，所以實(shí)驗(yàn)中，乙裝置的作用是 吸收二氧化碳中混有的氯化氫氣體．
實(shí)驗(yàn)二：用二氧化碳數(shù)字傳感器測(cè)得收集的氣體中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)．如圖是收集的氣體中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，從圖中能得到哪些信息：
①收集二氧化碳無(wú)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，
②收集二氧化碳排水法比向上排空氣法要純．
【結(jié)論反思】由實(shí)驗(yàn)一、二分析，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，二氧化碳能用排水法收集．由于氣體的溶解度隨溫度升高而減小，所以可以采用熱水或者在過(guò)程中給水加熱，所以能降低二氧化碳在水中溶解性的措施升高水的溫度或使用熱水收集．
故答案為：
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）先在K₁導(dǎo)管口處連接另一長(zhǎng)導(dǎo)管，把長(zhǎng)導(dǎo)管一端放入水中，關(guān)閉活塞，再雙手緊握容器外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則裝置不漏氣
或先在K₁導(dǎo)管口處連接一注射器，關(guān)閉活塞，將注射器活塞向外拉再松開(kāi)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）用一根燃著的木條放在K₁導(dǎo)管口處，若木條熄滅說(shuō)明空氣排盡；
（4）大于；     吸收二氧化碳中混有的氯化氫氣體；
①收集二氧化碳無(wú)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；
②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

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問(wèn)題是什么，然后帶著問(wèn)題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問(wèn)題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說(shuō)轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．