5月16日.我校进行了2013年苏州市初中化学实验考查.本次考查内容为实验室制取二氧化碳.请你根据本次实验经历.解答下列问题:(1)以上是老师提供的一些实验仪器.请从中选择合适的仪器组装出一套用向上排空气法收集二氧化碳的装置AFDCEB(按照自下而上.从左到右的顺序写出所选仪器的字母编号)．(2)小明在进行实验时遇到了不少问题.请你指� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．5月16日，我校进行了2013年苏州市初中化学实验考查，本次考查内容为实验室制取二氧化碳，请你根据本次实验经历，解答下列问题：

（1）以上是老师提供的一些实验仪器，请从中选择合适的仪器组装出一套用向上排空气法收集二氧化碳的装置AFDCEB（按照自下而上、从左到右的顺序写出所选仪器的字母编号）．
（2）小明在进行实验时遇到了不少问题，请你指导他按照正确的顺序完成实验．
①检验气密性时，后用手捂住试管，先将导管一端放入水中（填写“先”或“后”，下同）．
②添加试剂时，先往大试管中放数粒石灰石，后倒入适量的稀盐酸．
③排空气法验满时，后从试管中取出导管，先将燃烧的木条放在试管口．
（3）小华平时上网查阅资料时获得这样的网络信息：
①CO₂可溶于水，101Kpa，273k时，1体积的水中可溶解0.88体积的CO₂气体．
②CO₂能与水反应生成碳酸．
小华对本次实验用排水法收集二氧化碳产生的质疑，询问老师，老师建议他动手实践后再思考分析，小华和同桌小利分别用完全相同的药品和发生装置分别用排空气法和排水法进行如下的实验研究．

对比验满气体的方法	小华：将燃烧木条放到试管口，木条熄灭；小利：试管内水位下降，试管口有较大气泡冒出
比较收集收集：分别收集满一试管二氧化碳，记录时间	小华：耗时15秒小利：耗时5秒
比较收集气体浓度：分别向两个试管中加入约三分之一的澄清石灰水	小华：石灰水后浑浊小利：石灰水先浑浊

结论：非定量收集的前提下，排水法相比空气法收集二氧化碳更具备的优势是：收集气体纯、速度快、易验满．
（4）小红实验时发现了这样一种有趣的情况：向排水法收集满二氧化碳的小试管中加入三分之一的饱和澄清石灰水，塞好胶塞后振荡，石灰水变浑浊，但片刻后浑浊逐渐消失又变澄清．
询问老师后得知：向澄清石灰水中通入少量二氧化碳，体系中会有白色沉淀产生，反应方式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．再继续通二氧化碳，则会使白色沉淀溶解，生成可燃性的酸式盐CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂．
在本次实验中，小红若用容积为15mL的小试管用排水法集满一试管的二氧化碳（假设收集到的是纯净的二氧化碳气体），向试管中迅速注入占试管容积三分之一的饱和石灰水（注入石灰水瞬间气体未被吸收），请你通过计算证明小红观察到的实验现象是正常的．
说明：
①氢氧化钙在常温下的溶解度为165mg
②饱和石灰水的密度为1g/mL
③常温下二氧化碳的密度约为2g/L
④实验时胶塞塞入试管所占体积忽略．

分析（1）实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应，不需加热，可选试管作为反应容器、单孔塞、安装直角短导管，连接胶皮管、再利用小试管收集，排空气法收集时要用直角长导管伸入试管底部，并按照题意连接；
（2）据实验先后顺序分析解答；
（3）根据排水法收集的气体更纯净，易验满，速度快，及二氧化碳性质分析解答；
（4）据气体的密度可计算出二氧化碳的质量，据石灰水的密度和体积及溶解度可计算出氢氧化钙的质量，并结合方程式计算，进而判断现象是否正确．

解答解：（1）实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应，不需加热，可选试管作为反应容器、单孔塞、安装直角短导管，连接胶皮管、再利用小试管收集，排空气法收集时要用直角长导管伸入试管底部，按照自下而上、从左到右的顺序，所选仪器是AFDCEB；
（2）①检验气密性时，要先将导管一端放入水中，后用手捂住试管，据气体的热胀冷缩检查是否漏气；
②添加试剂时，先固后液，故先往大试管中放数粒石灰石，后倒入适量的稀盐酸；
③排空气法验满时，先将燃烧的木条放在试管口，若木条熄灭说明收集满了，再从试管中取出导管；
（3）据表格可知：小华用时较长，说明是用排空气法收集，验满方法是将燃烧的木条放于试管口，观察到木条熄灭；小利是据试管内水位下降，试管口有较大气泡冒出验满；
相对于排空气法而言，排水法收集的气体更纯净，易验满，速度快；
（4）二氧化碳是15mL，密度是2g/mL，则其质量是0.015L×2g/mL=0.03g=30mg；
Ca（OH）₂溶液5mL，密度1g/mL，溶解度165mg，则则Ca（OH）₂ 质量 5ml×1g/ml×$\frac{165mg}{100g}$=8.25mg
一开始变浑浊，是因为产物碳酸钙在水中溶解度为难溶，故液体变浑浊
设氢氧化钙消耗的二氧化碳的质量为x，生成碳酸钙的质量是y
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
74        44   100
  8.25mg        x          y
$\frac{74}{44}$=$\frac{8.25mg}{x}$     $\frac{44}{100}$=$\frac{8.25mg}{y}$
   x=4.91mg               y=11.15mg
则剩余二氧化碳30mg-4.91mg=25.09mg
其后再度澄清，设生成的碳酸钙消耗的二氧化碳的质量是z
反应为 CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂
                 100               44
                  11.15mg     z
$\frac{100}{44}$=$\frac{11.15mg}{z}$
     z=4.91mg＜25.09mg
所以可以将碳酸钙完全反应
产物Ca（HCO₃）₂在水中的溶解度为易溶，所以最后溶液澄清；
故答案为：（1）AFDCEB；
（2）①后；先；②先；后；③后；先；
（3）小华：将燃烧木条放到试管口，木条熄灭；小利：试管内水位下降，试管口有较大气泡冒出；
结论：收集气体纯；速度快；易验满；
（4）通过计算可知：小红观察到的实验现象是正确的．