下列是初三某合作学习小组实验室制取二氧化碳气体的研究过程,请你参与其中.
(一)在实验制取过程中,请回答下列问题:
(1)如图中烧瓶内放的药品是大理石或
石灰石
石灰石
(填名称);
(2)实验室制取二氧化碳的文字表达式为是
碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
;
(3)小兵同学在用此装置制取并验证二氧化碳的性质时,在烧瓶内装入固体药品,在分液漏斗内加入稀盐酸,打开分液漏斗的活塞,发现分液漏斗内液体不能滴下,可能的原因是
分液漏斗盖子未打开
分液漏斗盖子未打开
.
(4)小兵同学用排水法收集与排空气法收集CO
2的进行比较(分别用体积相同的2个集气瓶收集),请帮他完成下表.
比较项目 |
排水法 |
向上排空气法 |
收集方法可行性分析 |
CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率 |
CO2密度比空气大,且 不与空气反应 不与空气反应 . |
收集过程分析 |
集满现象: 集气瓶口有气泡冒出 集气瓶口有气泡冒出 . |
“验满”分析:因气体无色,故集满与否较难确定.即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭,也难以证明空气完全排尽. |
向收集到的CO2集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水,并振荡 |
先浑浊后变澄清所需时间较短. |
先浑浊后变澄清所需时间较长. |
由上述实验可得结论 |
① 二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集 二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集 ;②用排水法收集到的二氧化碳比较纯净 用排水法收集到的二氧化碳比较纯净 . |
(二)实验室制取二氧化碳通常不选用大理石与稀硫酸反应,其原因是反应生成的硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止.为此,该小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳.
实验一 选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时,用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
硫酸浓度(%) |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
气体体积(mL) |
35 |
47 |
55 |
51 |
42 |
实验二 选择合适的反应温度
操作:往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号 |
A |
B |
C |
D |
E |
温度(℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
现象和 比较 |
有少量气泡 |
气泡比A号试管多 |
气泡明显比B号试管多 |
大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 |
反应激烈,迅速产生大量气体 |
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为
25
25
%.
(2)在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为
70
70
℃.
(3)除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外,在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石上,应增加
振荡试管
振荡试管
操作,更有利于气体的制备.
(4)你认为该研究小组还可以研究
大理石颗粒大小
大理石颗粒大小
对该反应速率的影响.