题目内容

12.某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时,探究了二氧化碳气体的收集方法.
【查阅资料】通常状况下,1体积水约能溶解1体积二氧化碳,所得溶液的pH约为5.6;
【提出问题】二氧化碳能否用排水法收集?
【设计实验】

实验一:图1中反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.待生成的二氧化碳将锥形瓶中空气排尽时,连接a和b.
实验二:根据pH的变化判断排水法收集时二氧化碳的损失:
(1)用pH传感器测得蒸馏水的pH=7;
(2)待乙瓶中收集半瓶气体时,停止通入二氧化碳,关闭乙瓶左、右的弹簧夹;
(3)测得丙瓶中溶液的pH=6.5;
(4)充分震荡乙瓶后,测得其溶液的pH=5.5.
分析可知,丙瓶中所溶解二氧化碳的体积小于(填“大于”、“小于”或“等于”) 乙瓶中液体的体积.
实验中,甲瓶中蒸馏水的作用是吸收氯化氢气体.若没有该装置,则乙瓶中测出的溶液pH 会偏小(填“偏大”、“偏小”或“不影响”).
实验三:随着科学发展,数字化检测技术得到广泛应用.图3是用二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线,则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法(填“排空气法”或“排水法”).
【得出结论】
通过由实验分析说明,水所溶解的二氧化碳的量与生成的二氧化碳的量相比可忽略(填“可忽略”或“不可忽略”).与用排空气比较,此法优点是收集到的气体较纯.
【反思评价】
能降低二氧化碳在水中溶解能力的措施是升高温度(写一条即可).请分析乙瓶和丙瓶中溶液的pH存在差值的原因可能是乙瓶中二氧化碳与水接触更充分,并设计实验验证.
实验操作实验现象
向两只盛有二氧化碳气体的软塑料瓶各加入三分之一体积的水,一只静置,一只充分震荡,观察现象前者无明显变化,后者瓶子变瘪

分析 【设计实验】实验一:大理石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;
实验二:根据溶液的pH来分析;
实验三:根据实验所得数据来分析;
【得出结论】根据以上实验数据结合实验现象来分析解答;
【反思评价】根据影响气体溶解度的因素和实验方案的设计方法(借助于塑料瓶变瘪的程度)来分析.

解答 解:【设计实验】实验一:大理石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
实验二:乙瓶内液体的pH小于丙瓶的pH,pH越小,溶解的二氧化碳越多;故填:小于;
盐酸会会发出少量的氯化氢气体,甲瓶中的蒸馏水可将其吸收,如不吸收,会导致乙瓶内的液体酸性增强,pH偏小;故填:吸收氯化氢气体;偏小;
实验三:由二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线,则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法;故填:排水法;
【得出结论】通过由实验分析说明,水所溶解的二氧化碳的量与生成的二氧化碳的量相比可忽略,与用排空气比较,排水法收集的二氧化碳更为纯净;故填:可忽略;收集到的气体较纯;
【反思评价】气体的溶解度随着温度的升高而减小;乙瓶通过振荡能使得二氧化碳与水接触更充分;
要比较振荡是否影响到气体的溶解能力,可以采用相同大小的连个软塑料瓶,收集满二氧化碳后,加入等体积的水,将其中一个瓶子振荡,另一个静置,然后观察现象.
故答案为:升高温度;乙瓶中二氧化碳与水接触更充分;

实验操作实验现象
向两只盛有二氧化碳气体的软塑料瓶各加入三分之一体积的水,一只静置,一只充分震荡,观察现象前者无明显变化,后者瓶子变瘪

点评 本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择,同时也考查了化学方程式的书写、溶液的酸碱性等,综合性比较强.要记忆有关的知识点,并理解应用;本考点是中考的重要考点之一,主要出现在实验题中.

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