题目内容
【题目】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1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实验室收集CO2的方法是________________________________________,
原因是_____________________________________________。
(2)实验探究。
[提出问题] 实验室制取CO2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2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。
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] 某同学先对图2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3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 ___________。
【答案】 铁架台 试管 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑ 向上排空气法 CO2密度大于空气 变瘪 二氧化塔和水反应生成碳酸 装置漏气 部分气体在装置A内等
【解析】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。
实验一中,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:装置漏气;部分气体在装置A内等。
解:(1)①铁架台是常用的夹持仪器,试管是常用的反应容器;
②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,化学方程式为 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑
③实验室收集CO2的方法是向上排空气法;原因是CO2密度大于空气;
(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;
实验二: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;
[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:装置漏气;部分气体在装置A内等。