Question

17．某化學興趣小組的同學對實驗室制取CO₂及相關性質(zhì)進行一系列的探究活動．
（1）氣體制�。�
按如圖甲所示的制取裝置進行實驗．
①寫出有標號儀器的名稱：a鐵架臺，b大試管．
②實驗室制取CO₂的反應化學方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③實驗室制取CO₂的方法是用稀鹽酸和大理石或石灰石反應制取CO₂．原因是用稀鹽酸和大理石或石灰石反應，速率適中容易控制，大理石的來源廣，所得CO₂氣流平穩(wěn)，氣體又較為純凈，所以選用稀鹽酸制CO₂．
（2）實驗探究．
[提出問題]實驗室制取CO₂的時能否采用排水法收集？
[設計實驗]
實驗一：向一個充滿CO₂氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶．
可觀察到塑料瓶變癟．說明CO₂能溶于水．
實驗二：先用集氣瓶裝滿一瓶蒸餾水（pH=7.0）．然后按如圖乙所示組裝裝置并進行實驗，再用pH計測定從裝置C排到燒杯中的液體的pH．
①裝置B中碳酸氫鈉溶液的作用是吸收二氧化碳氣體中混雜的氯化氫氣體．
②測得燒杯中液體的PH＜7.0，說明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性．
[實驗結論]實驗室制取CO₂不宜采用排水法收集
[拓展延伸]某同學先先對圖乙裝置做了以下改進：將裝置C中的部分蒸餾水換成植物油，將燒杯換成量筒（如圖丙所示）．然后利用改進后的裝置測定收集到CO₂的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：①二氧化碳被裝置B中碳酸氫鈉溶液中的水少量吸收；②量筒讀數(shù)時視線偏低（或仰視）．（合理即可）

Answer 1

分析 鐵架臺是常用的夾持儀器，大試管是常用的反應容器；制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．原因是：用稀鹽酸和大理石或石灰石反應，速率適中容易控制，大理石的來源廣，所得CO₂氣流平穩(wěn)，氣體又較為純凈，所以選用稀鹽酸制CO₂；向一個充滿CO₂氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶，可觀察到塑料瓶變癟，說明CO₂能溶于水．
實驗二中，裝置B中碳酸氫鈉溶液的作用是：吸收二氧化碳氣體中混雜的氯化氫氣體；測得燒杯中液體的PH＜7.0，說明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；利用改進后的裝置測定收集到CO₂的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：二氧化碳被裝置B中碳酸氫鈉溶液中的水少量吸收；量筒讀數(shù)時視線偏低或仰視．

解答 解：（1）鐵架臺是常用的夾持儀器，大試管是常用的反應容器；實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱；用此法制二氧化碳的原因是：用稀鹽酸和大理石或石灰石反應，速率適中容易控制，大理石的來源廣，所得CO₂氣流平穩(wěn)，氣體又較為純凈，所以選用稀鹽酸制CO₂；故答案為：①鐵架臺；大試管；②CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；③用稀鹽酸和大理石或石灰石反應制取CO₂；用稀鹽酸和大理石或石灰石反應，速率適中容易控制，大理石的來源廣，所得CO₂氣流平穩(wěn)，氣體又較為純凈，所以選用稀鹽酸制CO₂；
（2）實驗一：向一個充滿CO₂氣體的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶，可觀察到塑料瓶變癟，說明CO₂能溶于水；故答案為：變癟；
實驗二：實驗二中，裝置B中碳酸氫鈉溶液的作用是：吸收二氧化碳氣體中混雜的氯化氫氣體；測得燒杯中液體的PH＜7.0，說明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；故答案為：①吸收二氧化碳氣體中混雜的氯化氫氣體；②二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；
[拓展延伸]利用改進后的裝置測定收集到CO₂的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：二氧化碳被裝置B中碳酸氫鈉溶液中的水少量吸收；量筒讀數(shù)時視線偏低或仰視；故答案為：①二氧化碳被裝置B中碳酸氫鈉溶液中的水少量吸收；②量筒讀數(shù)時視線偏低（或仰視）．

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫、二氧化碳除雜和性質(zhì)等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．