Question

3．某化学兴趣小组设计了如下实验探究CO₂的制取和性质：
①用干燥管、烧杯、铜网等设计并装配了一个在实验室中制取二氧化碳气体的装置，如图1所示．关闭弹簧夹，将干燥管小头向下垂直放入盛有水的烧杯中，若观察到下端有水柱上升，但低于烧杯中水的液面，且一段时间没有变化，则表明该装置的气密性良好；请写出实验室制取CO₂的化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O，用该装置制取CO₂的优点是随开随用，随关随停．
②CO₂分别通入氢氧化钠溶液中，无明显现象．为了证明CO₂和NaOH是否发生了化学反应，设计实验如图2所示．实验现象为：软塑料瓶变瘪．
质疑：上述实验还不足以说明CO₂和NaOH发生了反应，其理由是CO₂+H₂O=H₂CO₃．
小王设计了一个简单的对照实验证明了CO₂和NaOH发生了化学反应：请简述实验方法将氢氧化钠溶液换成等体积的水，做同样的实验，看现象是否有差．

Answer 1

分析 ①根据装置特点来检查装置气密性，实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石和盐酸反应进行解答；
②根据二氧化碳能溶于水和水反应分析．

解答 解：①关闭弹簧夹，将干燥管小头向下垂直放入盛有水的烧杯中，若观察到下端有水柱上升，但低于烧杯中水的液面，且一段时间没有变化，则表明该装置的气密性良好；实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石和盐酸反应制取CO₂的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；用该装置制取CO₂的优点是随开随用，随关随停；
故答案为：下端有水柱上升，但低于烧杯中水的液面，且一段时间没有变化；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；随开随用，随关随停；
②氢氧化钠溶液能与CO₂发生反应，瓶内气压降低，CO₂能溶于水和水反应生成碳酸，也能使瓶内气压降低；
对照实验：将氢氧化钠溶液换成等体积的水，做同样的实验，看现象是否有差别；
故答案为：CO₂+H₂O=H₂CO₃；将氢氧化钠溶液换成等体积的水，做同样的实验，看现象是否有差．

点评 主要考查了实验室中制取二氧化碳的有关知识，从实验的创新加深了学生对二氧化碳制取装置的理解，培养学生分析问题、解决问题的能力．