Question

4．英国剑桥大学审定的初中化学教材中提到：收集二氧化碳气体可以采用排水集气法．对此某校化学兴趣小组利用如图所示的两套装置进行了深入的探究．

（1）装置中，a、b所标示的实验仪器是水槽、集气瓶．实验室制取二氧化碳用稀盐酸而不用浓盐酸的原因是浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体．
（2）我国各版本初中化学教材中，对于二氧化碳的收集一般不用排水法收集，而采用向上排空气法收集，原因是二氧化碳能溶于水，密度比空气大．
（3）定性研究：分别用向上排空气法和排水法收集两瓶二氧化碳，分别标注为①和②．将两瓶气体分别倒立于盛有足量氢氧化钠溶液的水槽中，一段时间后，①号集气瓶中溶液的体积约为集气瓶容积的$\frac{4}{5}$，②号集气瓶中溶液几乎全充满，由此实验可以得出采用排水法法收集的二氧化碳更纯，但利用两种方法收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是装置本身含有空气．
（4）该气体发生装置，除了制取二氧化碳，还可以用于制取O₂（填化学式），若收集制得的该气体则应选择装置C或D（填代号）．

Answer 1

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；根据浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体解答；
（2）据气体的溶解性、密度及其是否与水或者空气发生反应等来选择气体的收集装置；
（3）根据实验现象分析解答；
（4）根据制取二氧化碳是固液不加热反应，发生装置也适用于过氧化氢制取氧气，据氧气的密度及水溶性确定收集装置．

解答 解：（1）a是水槽、B是集气瓶；浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体；
（2）因二氧化碳能溶于水，密度比空气大，故对于二氧化碳的收集一般不用排水法收集，而采用向上排空气法收集；
（3）①号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的$\frac{2}{3}$，②号集气瓶中的溶液几乎全充满．说明用排水法收集比用向上排空气法收集的二氧化碳更纯净
利用两种方法收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是装置本身含有空气；
（4）该气体发生装置，为固液常温反应，除了制取二氧化碳，还可用于制取氧气或氢气；因氧气的密度比空气大，不易溶于水，故收集方法选择C或D
．
故答案为：（1）水槽、集气瓶、浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体；
（2）二氧化碳能溶于水，密度比空气大；
（3）排水法、装置本身含有空气；
（4）O₂、C或D．

点评 题综合考查了实验室制取二氧化碳、氧气的装置的选取，排水法收集的气体更纯净等．