下列是初三某合作學習小組實驗室制取二氧化碳氣體
的研究過程,請你參與其中.
(一)在實驗制取過程中,請回答下列問題:
(1)如圖中燒瓶內(nèi)放的藥品是大理石或
石灰石
石灰石
(填名稱);
(2)實驗室制取二氧化碳的符號表達式為是
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
;
(3)小兵同學在用此裝置制取并驗證二氧化碳的性質(zhì)時,在燒瓶內(nèi)裝入固體藥品,在分液漏斗內(nèi)加入稀鹽酸,打開分液漏斗的活塞,發(fā)現(xiàn)分液漏斗內(nèi)液體不能滴下,可能的原因是
分液漏斗塞子未打開
分液漏斗塞子未打開
.
(4)小兵同學用排水法收集與排空氣法收集CO
2的進行比較(分別用體積相同的2個集氣瓶收集),請幫他完成下表.
比較項目 |
排水法 |
向上排空氣法 |
收集方法可行性分析 |
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 |
CO2密度比空氣大, 不與空氣發(fā)生反應 不與空氣發(fā)生反應 . |
收集過程分析 |
集滿現(xiàn)象: 集氣瓶口有氣泡冒出 集氣瓶口有氣泡冒出 . |
“驗滿”分析:因氣體無色,故集滿與否較難確定.即便用燃著木條移近容器口火焰熄滅,也難以證明空氣完全排盡. |
向收集到的CO2集氣瓶內(nèi)倒入等體積適量澄清石灰水,并振蕩 |
先渾濁后變澄清所需時間較短. |
先渾濁后變澄清所需時間較長. |
由上述實驗可得結(jié)論 |
① 二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集; 二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集; ;②用排水法收集到的二氧化碳比較純凈 用排水法收集到的二氧化碳比較純凈 . |
(二)實驗室制取二氧化碳通常不選用大理石與稀硫酸反應,其原因是反應生成的硫酸鈣微溶物覆蓋在固體的表面,阻礙了大理石與稀硫酸的接觸,反應速率逐漸減慢甚至停止.為此,該小組設立研究課題:選擇合適濃度的硫酸和適當?shù)姆磻獪囟戎迫《趸迹?br />【實驗一】選擇合適濃度的硫酸
操作:在28℃時,用裝有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直徑為2mm大理石的大試管中注入硫酸,記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積,見下表:
試管編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
硫酸濃度(%) |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
氣體體積(mL) |
35 |
47 |
55 |
51 |
42 |
【實驗二】選擇合適的反應溫度
操作:往盛有1g直徑為2mm大理石的大試管中分別加入5mL相同合適濃度而不同溫度的硫酸溶液,觀察反應的情況,記錄如下表:
試管編號 |
A |
B |
C |
D |
E |
溫度(℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
現(xiàn)象和 比較 |
有少量氣泡 |
氣泡比A號試管多 |
氣泡明顯比B號試管多 |
大量氣泡產(chǎn)生,與常溫用鹽酸反應相似 |
反應激烈,迅速產(chǎn)生大量氣體 |
請根據(jù)本次活動的研究目的,分析處理以上兩個表中數(shù)據(jù),得出結(jié)論:
(1)稀硫酸與大理石反應,在28℃時,選用硫酸的濃度最合適為
25
25
%.
(2)在合適的硫酸濃度下,應選擇最合適的反應溫度為
70
70
℃.
(3)除選用適當?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外,在反應過程中,為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上,應增加
振蕩試管
振蕩試管
操作,更有利于氣體的制備.
(4)你認為該研究小組還可以研究
大理石顆粒大小
大理石顆粒大小
對該反應速率的影響.
(5)計算:①碳酸鈣中各元素的質(zhì)量比
C:O:Ca=12:48:40
C:O:Ca=12:48:40
.②實驗室現(xiàn)需要含碳酸鈣80%以上的石灰石制取二氧化碳,現(xiàn)有一石灰石樣品,測定其鈣元素的含量為36%,請計算是否符合要求.(寫出計算過程)