题目内容

10．三位同学分别设计了下列三套制取和收集二氧化碳的装置．
【设计装置】

【讨论探究】
（1）实验室制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）A装置还可以用于制取和收集氧气，反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；若改用B装置制取，则检查气密性的方法是在集气瓶中加水至浸没导管口，向外拉动注射器的活塞，集气瓶内的导管中会形成一段水柱，保持注射器的活塞位置不变，一段时间后导管内的液面无变化，则装置的气密性良好．
（3）C装置的优点是可以控制反应的发生与停止．
【拓展提高】
（4）该小组同学还设计了如图所示装置，对制取获得的CO2进行性质验证：

①通入CO2后，D中试液变色，取适量该溶液于试管中，用酒精灯加热，溶液的颜色变化是由红色变为紫色；
②E中澄清石灰水变浑浊，对应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
③F烧杯中的蜡烛先后熄灭，说明CO2具有的性质有二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，二氧化碳比空气密度大；
④D、E处产生气泡的速率逐渐变慢后，若继续向气体发生装置中加入相应的酸，产生气泡的速率变快．由此可推断，反应物的浓度对反应速率有影响．

分析 （1）根据实验室制取二氧化碳是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
（2）根据装置特点确定制取氧气的方法，根据实验装置的特点来确定检验气密性的方法；
（3）根据C装置的特点来分析；
（4）根据二氧化碳的性质、化学反应的原理以及影响化学反应速率的因素来分析解答．

解答 解：（1）实验室制取二氧化碳是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．故答案为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）A装置适用于固液常温下制取气体，即在二氧化锰的催化作用下分解过氧化氢制取氧气，同时生成了水；B装置的气密性检验方法是在集气瓶中加水至浸没导管口，向外拉动注射器的活塞，集气瓶内的导管中会形成一段水柱，保持注射器的活塞位置不变，一段时间后导管内的液面无变化，则装置的气密性良好；故填：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；在集气瓶中加水至浸没导管口，向外拉动注射器的活塞，集气瓶内的导管中会形成一段水柱，保持注射器的活塞位置不变，一段时间后导管内的液面无变化，则装置的气密性良好；
（3）C装置可以通过上下移动铜丝来控制反应的开始与停止，故填：可以控制反应的发生与停止；
（4）①D中二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊试液变红色，碳酸不稳定，加热分解为水和二氧化碳，所以红色的石蕊试液又变成紫色；故填：由红色变为紫色；
②二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水；故填：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
③烧杯中下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，二氧化碳比空气密度大；故填：二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，二氧化碳比空气密度大；
④D、E处产生气泡的速率逐渐变慢后，是因这稀盐酸逐渐反应使稀盐酸的浓度变小，若继续向反应发生装置加入相应酸（浓度变大），气泡速率变快；说明反应速率与反应物的浓度有关；故填：反应物的浓度．

点评 题目综合考查了二氧化碳的实验室制法及二氧化碳的化学性质，掌握相关的化学方程式、实验时的注意事项是解题的关键．

练习册系列答案
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