Question

在基础实验课上，教师将某班组同学分为A、B两大组，进行了CO₂的制备（利用图1装置）、收集方法及有关CO₂的性质实验的研究．

I．实验原理、步骤及现象：

实验步骤	实验原理、操作及现象
（1）连接仪器
（2）检查装置的气密性	______
（3）加药品：先向250mL锥形瓶中加入颗粒大小差不多的石灰石10块，旋紧橡胶塞后再从长颈漏斗中加盐酸（1：2）25mL	反应的化学方程式：______
（4）收集：A组用排水法，B组用向上排空气法，各收集两瓶（250mL）CO2，并记录收集满第一瓶的时间（从倒盐酸时开始计时）．正放桌面上备用．	A组观察到______现象时，表明气体已经收集满．B组的验满方法及现象是______记录集满第一瓶气体所需要的时间．
（5）将收集到的两瓶气体分别慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，如图所示，观察现象．	______

II．实验记录：收集满第一瓶气体所需要的时间

分工	A大组（排水法）				B大组（向上排空气法）
	第一组	第二组	第三组	第四组	第一组	第二组	第三组	第四组
集满气体时间	35″	43″	39″	44″3	1′15″	1′4″	1′12″	59″

III．实验分析：
（1）完成表格中的空白之处．
（2）分析实验记录的时间后发现：集满一瓶气体所用时间排水法比向上排空气法______（填“长”或“短”）．
（3）A大组同学在进行第5步性质实验时，发现第一瓶气体倾倒入烧杯中，燃着蜡烛均未熄灭，而第二瓶气体倾倒入烧杯中，燃着的蜡烛均熄灭了，可能的原因：______．
Ⅳ．实验延伸：
老师将不同收集方法得到的第二瓶气体倒放入NaOH溶液中（NaOH溶液可以吸收CO₂，反应原理是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O），如图2所示，一段时间后发现：集气瓶内液面均上升，上升高度：排水法明显高于向上排空气法可能的原因是：______．
V．实验结论：CO₂能用排水法收集理由是：______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、根据检查装置气密性的方法，实验室制取二氧化碳的反应原理，排水法和排空气法收集二氧化碳的验满方法，及二氧化碳的性质分析解答；
Ⅲ、对比排水法和排空气法收集二氧化碳所用时间可知：排水法收集满一瓶气体所用时间排水法比向上排空气法；并据排水法收集气体的注意事项分析回答；
Ⅳ、根据二氧化碳和氢氧化钠反应原理及实验现象分析回答；
Ⅴ、依据实验分析能用排水法收集二氧化碳的理由．
解答：解：Ⅰ、（2）利用图1制取二氧化碳，检查装置气密性的方法是：旋紧橡皮塞，用止水夹夹住导气管口，向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗内液面高于锥形瓶内液面，且保持一段时间，则该装置气密性良好；
（3）石灰石的主要成分是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是CaCO₃+2HCl═H₂O+CO₂↑+CaCl₂；ⅢⅣⅤ
（4）用排水法收集气体时，观察到集气瓶内液面下降至瓶口，且有气泡从瓶口冒出时说明收集满了；利用向上排空气法收集二氧化碳时，将燃着的木条放于瓶口，木条熄灭说明收集满了；
（5）由于二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧，且密度比空气大，所以将收集到的两瓶气体分别慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，将会观察到下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；
Ⅲ、（2）分析实验记录的时间后发现：集满一瓶气体所用时间排水法比向上排空气法短；
（3）A大组同学在进行第5步性质实验时，发现第一瓶气体倾倒入烧杯中，燃着蜡烛均未熄灭，而第二瓶气体倾倒入烧杯中，燃着的蜡烛均熄灭了，可能一有气泡就收集，收集到的气体主要是从锥形瓶中排出的空气；
Ⅳ、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应使试管内压强减小，水面上升，排水法明显高于向上排空气法可能是排水法收集到的二氧化碳浓度或纯度较高；
Ⅴ、根据上述实验，CO₂能用排水法收集是因为排水法收集满一瓶二氧化碳所用时间短，现象明显或操作方便，集到的二氧化碳浓度或纯度较高；
故答案为：Ⅰ、（2）旋紧橡皮塞，用止水夹夹住导气管口，向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗内液面高于锥形瓶内液面，且保持一段时间，则该装置气密性良好（合理均可）；
（3）CaCO₃+2HCl═H₂O+CO₂↑+CaCl_2；
（4）集气瓶内液面下降至瓶口，且有气泡从瓶口冒出；将燃着的木条放于瓶口，木条熄灭；
（5）下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；
Ⅲ、（2）短；
（3）A组第一瓶收集到的气体主要是从锥形瓶中排出的空气；
Ⅳ、排水法收集到的二氧化碳浓度或纯度较高；
Ⅴ、排水法收集满一瓶二氧化碳所用时间短，现象明显或操作方便；排水法收集到的二氧化碳浓度或纯度较高．
点评：本题主要考查了学生根据实验现象分析解答问题的能力，及对实验室制取二氧化碳的步骤和收集等知识的掌握和应用，要注重平时的学习和知识积累，才能灵活应用解答．