Question

【题目】探究是学习化学的重要方法

Ι.探究水、石灰水、NaOH溶液对CO2的吸收。实验步骤如下：

步骤1：如图所示装置的气密性良好（图中a处连接气体压力传感器），甲、乙、丙三个烧瓶的容积均为250mL，分别收集满CO2，三个注射器内各装有85mL液体。

步骤2：三位同学同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡烧瓶。

步骤3：利用“数字化实验”测定烧瓶内的气压变化，得到如下图所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图，曲线1、2、3分别表示甲、乙、丙三个烧瓶内的气压变化。

（1）实验过程中，观察到烧瓶乙中有白色沉淀生成。写出该反应的化学方程式：_____。

（2）导致AB段气压增大的主要原因是_____。

（3）曲线1中BC段气压逐渐变小的原因是_____，导致CD段气压快速变小的操作是_____。

（4）对比曲线1、2、3，能得出的结论是_____（填序号）。

a.CO2能溶于水

b.CO2能与水发生反应

c.40%的NaOH溶液比饱和石灰水更适合吸收CO2

Ⅱ.探究能否用排水法收集CO2

（1）可行性CO2气体生成和从水面逸出的速率_____（填“大于”或“小于”、“等于”）其溶解和水反应的速率。可用排水法收集CO2。

（2）实验：用体积相同的2个集气瓶分别用排水法和排空气法各收集一瓶CO2，分别测定这两瓶CO2气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。下图是用氧气测量仪分别测定的这两瓶CO2中O2的体积分数随时间的变化关系曲线（起始时氧气的体积分数都以21%计）。

（3）结论：①两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是_____（填“排空气”或“排水”）法。

②排空气法收集的气体中二氧化碳体积分数是_____。

Answer 1

【答案】CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 液体迅速注入容器导致气体压缩，压强增大 二氧化碳溶于水 振荡 ac 大于 排水 72.4%

【解析】

Ι

（1）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

（2）曲线AB段气压变化的原因是：液体迅速注入容器导致气体压缩，压强增大；

（3）曲线1变化幅度最小，则是装置甲，BC段气压逐渐变小的原因是二氧化碳溶于水，振荡烧瓶使二氧化碳反应的速率加快，气体的体积变小，导致压强变小，所以导致CD段气压快速变小的操作是振荡；

（4）a 根据曲线1可知，二氧化碳中加入水后气压降低，说明CO2能溶于水，符合题意；

b 根据曲线1可知，二氧化碳中加入水后气压降低，说明CO2能溶于水，不能说明水能与二氧化碳反应，需检验是否有新物质生成，不符合题意；

c 对比曲线2、3可知，二氧化碳中加入40%的NaOH溶液、饱和石灰水，40%的NaOH溶液能吸收更多的二氧化碳，符合题意。故选ac；

Ⅱ

（1）可行性CO2气体生成和从水面逸出的速率大于其溶解和水反应的速率。可用排水法收集CO2。

（3）结论：根据CO2中O2的体积分数随时间的变化关系曲线可知：

①两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法。

②排空气法收集的气体中二氧化碳体积分数=。