Question

【题目】在二氧化碳制取的研究中，好奇的同学提出了下面的问题。

（提出问题）若用排水法收集二氧化碳会有什么样的结果？

（查阅资料）①CO2+H2O=H2CO3

②H2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2H2O

③其他条件不变时，温度越高，气体溶解能力越弱。

（设计方案）

探究一：同学们设计了如图所示的实验装置并进行实验，请你参与该探究过程。

（进行实验）

(1)将丁装置与甲相连，以便收集CO2气体，连接方法是______。

(2)关闭K1、K3，打开K3和分液漏斗的活塞，滴加足量稀盐酸后关闭活塞。该过程发生反应的化学方程式为______。将燃着的木条放在K2导管口处。该操作的目的是______。

(3)打开K3，关闭K2，并开始计时，待蒸馏水全部排净，用时28″。

(4)打开K1，关闭K3，用排空气法收集一瓶CO2，用时15″。

探究二：在通常状况下，用氧气测量仪分别测定排空气法和排水法收集的二氧化碳气体中氧气的体积分数，测得的数据如图所示。

（得出结论）根据上述实验分析能不能用排水法收集二氧化碳，并说明理由______。

（反思与评价）在上述探究一中，应控制的影响变量是______。

（发现新问题）用排水法收集二氧化碳时，部分二氧化碳溶解在水中，那么，收集500mLCO2气体，会在水中溶解多少CO2呢？探究这个问题，你设计的方案是______。

Answer 1

【答案】c与a连接 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 排出装置中的空气 能，这是因为利用排水法能够收集二氧化碳，并且比用排空气法收集的二氧化碳更纯净 集气瓶乙和丁的体积相等 把500mL二氧化碳通入乙装置中，乙和丙连接，把丙装置中的烧杯换成量筒，500mL和量筒中的水的体积差即为溶解在水中的二氧化碳的体积

【解析】

[进行实验]

(1)将丁装置与甲相连，以便收集CO2气体，由于二氧化碳密度比空气大，连接方法是c与a连接。

故填：c与a连接。

(2)关闭K1、K3，打开K2和分液漏斗的活塞，滴加足量稀盐酸后关闭活塞。该过程中，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

将燃着的木条放在K2导管口处，如果燃烧的木条熄灭，说明装置中的空气已经排除，因此该操作的目的是排出装置中的空气。

故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；排出装置中的空气。

[得出结论]

根据上述实验可知，能用排水法收集二氧化碳，这是因为利用排水法能够收集二氧化碳，并且比用排空气法收集的二氧化碳更纯净。

故填：能，这是因为利用排水法能够收集二氧化碳，并且比用排空气法收集的二氧化碳更纯净。

[反思与评价]

在上述探究一中，应控制的影响变量是：集气瓶乙和丁的体积相等，这样可以比较收集相同体积的二氧化碳时需要的时间。

故填：集气瓶乙和丁的体积相等。

[发现新问题]

实验方案是：把500mL二氧化碳通入乙装置中，乙和丙连接，把丙装置中的烧杯换成量筒，500mL和量筒中的水的体积差即为溶解在水中的二氧化碳的体积。

故填：把500mL二氧化碳通入乙装置中，乙和丙连接，把丙装置中的烧杯换成量筒，500mL和量筒中的水的体积差即为溶解在水中的二氧化碳的体积。