Question

【题目】在学习“二氧化碳的制备方法”的以后，同学们认真观察、大胆质疑，又提出了以下值得进一步探究的问题． [提出问题]二氧化碳能溶于水真的不能用排水法收集二氧化碳了吗？
[设计实验]
利用如图1的实验装置，制备并收集二氧化碳．选用同批次的颗粒状和块状大理石，分别与10%、7.5%、5%、2.5%、1%的稀盐酸（每次用量均为70ml）进行实验．每一组实验产生的二氧化碳采用连续收集的方法，即收集完第1瓶马上开始收集第2瓶…顺次完成直到不再生成二氧化碳为止，并记录收集满每一瓶二氧化碳的所用时间，如表1．
表1 连续收集二氧化碳时各瓶所用的时间

瓶子序号 石灰石的形状 盐酸的浓度/%		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10	颗粒	9	8	9	12	14	20	19	21	30	195	﹣
	块状	12	12	16	19	22	24	37	56	177	﹣
7.6	颗粒	13	11	12	15	17	26	55	55	153	﹣
	块状	15	13	15	17	21	23	32	55	119	﹣
5	颗粒	14	18	18	32	63	﹣
	块状	20	31	59	﹣
2.5	颗粒	43	﹣
	块状	46	61	﹣
1	颗粒	﹣
	块状	﹣

注：表中“﹣”表示该瓶气体未能收集满，空白表示实验已结束．
选择气体的收集方法还要考虑气体的收集率的问题，即： ×100%
由此将表1中部分数据进行整理得到表2．
表2 排水法收集二氧化碳的收集率

盐酸浓度/%	10		7.5		5
石灰石形状	颗粒	块状	颗粒	块状	颗粒	块状
理论计算的产生气体总体积/mL	2241		1649		1099
实际收集的气体总体积/mL	1450	1305	1305	1305	725	435
收集率/%	65	58	79	79	66	40

[提出问题]除此之外，收集的时机是否会对排水法收集二氧化碳的纯度造成影响呢？
[设计实验]利用浓度传感器，将第一步实验中“7.5%的盐酸与块状石灰石”的一组实验中第1、2、3、4号集气瓶进行测定，并将二氧化碳的浓度记录在表3中．

瓶序	1	2	3	4
CO2的浓度/%	52.6	85.2	92.3	93.6

根据以上那个探究过程，结合数据回答以下问题：
（1）图1的锥形瓶内所发生的化学反应的方程式为；
（2）制备二氧化碳时选择浓度为% 的盐酸最为适宜；当选用适当浓度的盐酸后，石灰石的形状对制备并收集二氧化碳（填“有”或“无”）显著影响．
（3）若要收集得到浓度比较高（80%以上）的二氧化碳，对收集的时机你有怎样的建议： ．
（4）依据探究过程说一说实验室制取二氧化碳时能不能选用排水集气法呢？说明理由 ．

Answer 1

【答案】
（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
（2）7.5；无
（3）反应一段时间后再收集
（4）只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可
【解析】解：（1）石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，其反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（2）从表格数据可以分析得出，制备二氧化碳时选择浓度为7.5%的盐酸最为适宜；当选用适当浓度的盐酸后，石灰石的形状对制备并收集二氧化碳无影响；（3）①号中二氧化碳浓度较低，2、3、4号集气瓶中浓度增大，从表格数据可以分析得出反应一段时间后再收集；（4）依据探究过程可以得出：实验室制取二氧化碳时能选用排水集气法，理由是：只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可． 答案：（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（2）7.5； 无；（3）反应一段时间后再收集（学生只要写间隔一段时间即可，具体写出秒数也可）；（4）能，只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握注意：a、配平 b、条件 c、箭号．