题目内容

16．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．
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？
【查阅资料】
①通常状况下，1 体积水约能溶解1 体积二氧化碳，所得溶液pH约为5.6．
②HCl气体极易溶于水．
【设计方案】
方案一：在通常状况下，通过测定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判断二氧化碳在水中溶解的体积，实验装置如下图所示，装置气密性良好．

（1）实验前，K1、K2、K3均关闭．实验时，需先将甲装置中的空气排尽，其操作是，打开活塞，滴加足量稀盐酸，关闭活塞．检验空气已排尽的方法是打开K1，将燃着的木条放在a口处，若木条熄灭则空气已经排尽．
（2）关闭K1，打开K2、K3．待丙装置中收集半瓶气体时，关闭K2和K3，充分振荡丙装置．然后用pH计测得如下数据：
物质丙装置中溶液丁装置中溶液
pH5.606.50
分析可知，丙装置所溶解二氧化碳的体积大于（填“大于”、“小于”或“等于”）丁装置溶解二氧化碳的体积．
（3）实验中，若没有乙装置，则测出的溶液pH会偏小（填“偏大”或“偏小”）．
方案二：在通常状况下，用氧气测量仪分别测定排空气法和排水法收集的二氧化碳气体中氧气的体积分数，测得的数据如下图所示．

（4）两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水（填“排空气”或“排水”）法．
【反思评价】
（5）方案二中两种方法收集的二氧化碳气体中的氧气来自于空气，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是15.7%．

分析 根据反应的原理来分析解答；实验时，需先将甲装置中的空气排尽，其操作是：开启弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2、K3，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽．检验空气已排尽的方法是将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭则空气已经排尽；由实验分析可知：pH越大，酸性越强；实验中，乙装置的作用是吸收二氧化碳中的HCl气体，若没有乙装置，则测出的溶液pH会偏小，因为氯化氢气体溶于水是盐酸，酸性比较强；用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2（起始时氧气的体积分数都以21%计），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，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是15.7%；由实验一、二分析，我认为二氧化碳能用排水法收集．

解答 解：（1）实验时，需先将甲装置中的空气排尽，其操作是：开启弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽；检验空气已排尽的方法是将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭则空气已经排尽；故答案为：打开K1，将燃着的木条放在a口处，若木条熄灭则空气已经排尽；
（2）由实验数据可知，丙装置内的溶液pH小于丁装置，即丙中溶解的二氧化碳多，故填：大于；
（3）实验中，乙装置的作用是吸收二氧化碳中的HCl气体，若没有乙装置，则测出的溶液pH会偏小，因为氯化氢气体溶于水是盐酸，酸性比较强；故答案为：偏小；
（4）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2（起始时氧气的体积分数都以21%计），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，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是15.7%；故答案为：排水法；15.7%．

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．

练习册系列答案
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