Question

12．为制取并收集一瓶干燥的CO₂气体，某课外研究小组向实验教师领取了下列仪器和药品：
（1）要完成该实验，他们还必须向实验老师领取的仪器有镊子、火柴和长颈漏斗或分液漏斗．
（2）实验室制取时CO₂发生反应的化学方程式为2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）收集CO₂时，他们如何检验已CO₂收集满？把燃着的火柴平放到集气瓶口，火柴若熄灭，证明已收集满二氧化碳；
（4）实验室制取气体要选择适当反应物．我们知道实验室制取大量CO₂气体不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，会使收集的CO₂因含有氯化氢气体而不纯．；也不能用稀硫酸，因为稀硫酸和大理石反应生成的CaSO₄微溶于水，会阻碍反应的继续进行．
（5）他们对实验室制取CO₂的实验条件展开了进一步的探究，做了如下四个对比实验：
①取m g大理石粉末与足量的溶质质量分数为5%的盐酸反应；
②取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为5%的盐酸反应；
③取m g大理石粉末与足量的溶质质量分数为10%的盐酸反应；
④取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为10%的盐酸反应
实验现象：产生气泡的快慢顺序为③＞①＞④＞②．
实验结论：影响大理石和盐酸反应快慢的因素有大理石与盐酸的接触面积和盐酸的溶质质量分数．

Answer 1

分析 本题从实验室制取制二氧化碳的反应原理，制取装置，收集方法等来解答．选择的仪器要满足实验要求，选择的药品要利于反应发生，制取二氧化碳一般用石灰石和稀盐酸，这样反应的速度比较适中，制取的气体中氯化氢气体也比较少，不用稀硫酸是因为生成的硫酸钙微溶与水，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进行．通过控制变量的对比实验，可以得出影响反应速度的因素是反应物的浓度和反应物的接触面积．

解答 解：（1）因为制取二氧化碳气体用的是双孔橡皮塞，他们还必须向实验老师领取的仪器是 长颈漏斗或分液漏斗
（2）实验室制取CO₂时发生反应的化学方程式为 2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）因为二氧化碳密度大，收集CO₂时，检满的方法是 把燃着的火柴平放到集气瓶口，火柴若熄灭，证明已收集满二氧化碳；
（4）实验室制取大量CO₂气体不能用浓盐酸和大理石为原料，因为 浓盐酸易挥发出氯化氢气体，会使收集的CO₂不纯；也不能用稀硫酸和大理石为原料，因为 稀硫酸和大理石反应生成CaSO₄微溶于水，会阻碍反应的继续进行．
（5）通过对比实验，可得出结论：影响大理石和盐酸反应产生CO₂快慢的因素有 大理石与盐酸的接触面积和盐酸的溶质质量分数．
答案：（1）长颈漏斗或分液漏斗
（2）2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）把燃着的火柴平放到集气瓶口，火柴若熄灭，证明已收集满二氧化碳
（4）浓盐酸易挥发，会使收集的CO₂因含有氯化氢气体而不纯．稀硫酸和大理石反应生成的CaSO₄微溶于水，会阻碍反应的继续进行．
（5）大理石与盐酸的接触面积和盐酸的溶质质量分数

点评 本题综合考查了二氧化碳的实验室制法，并进一步探究了反应原理，提高了同学们对实验室制取二氧化碳的认识．