Question

某化学兴趣小组的同学对实验室制取CO₂及相关性质进行一系列的探究活动．

（1）气体制取．

按如图甲所示的制取装置进行实验．

①写出有标号仪器的名称：a　　，b　　．

②实验室制取CO₂的反应化学方程式是　　；

③实验室制取CO₂的方法是　　．原因是　　．

（2）实验探究．

[提出问题]实验室制取CO₂的时能否采用排水法收集？

[设计实验]

实验一：向一个充满CO₂气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶．

可观察到塑料瓶　　．说明CO₂能溶于水．

实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水（pH=7.0）．然后按如图乙所示组装装置并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH．

①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是　　．

②测得烧杯中液体的PH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是：　　．

[实验结论]实验室制取CO₂不宜采用排水法收集

[拓展延伸]某同学先先对图乙装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒（如图丙所示）．然后利用改进后的装置测定收集到CO₂的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：①　　．②　　．（合理即可）

Answer 1

考点：

二氧化碳的实验室制法；二氧化碳的物理性质；碱的化学性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．

专题：

科学探究．

分析：

铁架台是常用的夹持仪器，大试管是常用的反应容器；制取装置包括加热和不需加热两种，实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．原因是：用稀盐酸和大理石或石灰石反应，速率适中容易控制，大理石的来源广，所得CO₂气流平稳，气体又较为纯净，所以选用稀盐酸制CO₂；向一个充满CO₂气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶，可观察到塑料瓶变瘪，说明CO₂能溶于水．实验二中，装置B中碳酸氢钠溶液的作用是：吸收二氧化碳气体中混杂的氯化氢气体；测得烧杯中液体的PH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；利用改进后的装置测定收集到CO₂的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：二氧化碳被装置B中碳酸氢钠溶液少量吸收；量筒读数时视线偏低或仰视．

解答：

解：（1）铁架台是常用的夹持仪器，大试管是常用的反应容器；实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；用此法制二氧化碳的原因是：用稀盐酸和大理石或石灰石反应，速率适中容易控制，大理石的来源广，所得CO₂气流平稳，气体又较为纯净，所以选用稀盐酸制CO₂；故答案为：①铁架台；大试管；②CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；③用稀盐酸和大理石或石灰石反应制取CO₂；用稀盐酸和大理石或石灰石反应，速率适中容易控制，大理石的来源广，所得CO₂气流平稳，气体又较为纯净，所以选用稀盐酸制CO₂；

（2）实验一：向一个充满CO₂气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶，可观察到塑料瓶变瘪，说明CO₂能溶于水；故答案为：变瘪；

实验二：实验二中，装置B中碳酸氢钠溶液的作用是：吸收二氧化碳气体中混杂的氯化氢气体；测得烧杯中液体的PH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；故答案为：①吸收二氧化碳气体中混杂的氯化氢气体；②二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；

[拓展延伸]利用改进后的装置测定收集到CO₂的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：二氧化碳被装置B中碳酸氢钠溶液少量吸收；量筒读数时视线偏低或仰视；故答案为：①二氧化碳被装置B中碳酸氢钠溶液少量吸收；②量筒读数时视线偏低（或仰视）；

点评：

本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写、二氧化碳除杂和性质等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．