Question

6．在研究人呼出的气体与空气中二氧化碳有什么不同时，实验小组曾用排水法收集一瓶气体与空气进行对比实验（如图1）．对比实验中看到的现象是盛有呼出气体的集气瓶中澄清石灰水变浑浊，而盛有空气的集气瓶中无明显现象，反应的化学方程式为Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．

【提出问题】实验室制取二氧化碳时能不能用排水法收集？
【查阅资料】通常情况下：二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中
不溶；1体积水约能溶解1体积二氧化碳．
【进行实验】实验小组设计了如图2实验装置进行探究．

实验	实验过程	实验结果
1	A中加入足量石灰石，并充满二氧化碳；B中盛满饱和碳酸氢钠溶液．将10mL稀盐酸注入瓶中．	量筒内液体体积，实验2比实验1少约1%．
2	A中加入足量石灰石，并充满二氧化碳；B中盛满蒸馏水．将10mL稀盐酸（浓度与实验1相同）注入瓶中．

（1）A中发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）A中充满二氧化碳的目的是避免空气对实验产生干扰．
（3）实验室用排水法收集气体的方法通常如图3所示，则实验小组的研究中，实验装置B还有缺陷，你认为改进的方法是将装置B的左侧导管换成长导管并伸到集气瓶的底部．
（4）改进装置后，再次按照实验1和2的过程进行实验，实验结果为“量筒内液体体积，实验2比实验1少约10%”，说明二氧化碳可以用排水法进行收集．你认为二氧化碳能用排水法收集的原因是二氧化碳溶解速度慢，二氧化碳不会溶于水或与水反应．

Answer 1

分析 根据人呼出的气体中二氧化碳含量高，空气中二氧化碳含量低，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀进行分析；
【进行实验】（1）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
（2）根据装置中的空气对体积的测定也会产生影响进行分析；
（3）根据二氧化碳溶于水，会与水反应进行分析；
（4）根据（3）中的分析进行解答．

解答 解：呼出的气体中二氧化碳含量高，空气中二氧化碳含量低，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀，所以对比实验中看到的现象是：盛有呼出气体的集气瓶中澄清石灰水变浑浊，而盛有空气的集气瓶中无明显现象，化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
【进行实验】（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）装置中的空气对体积的测定也会产生影响，所以A中充满二氧化碳的目的是：避免空气对实验产生干扰；
（3）二氧化碳溶于水，会与水反应，所以改进的方法是：将装置B的左侧导管换成长导管并伸到集气瓶的底部；
（4）通过分析可知，二氧化碳能用排水法收集的原因是：二氧化碳溶解速度慢，二氧化碳不会溶于水或与水反应．
故答案为：盛有呼出气体的集气瓶中澄清石灰水变浑浊，而盛有空气的集气瓶中无明显现象，Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
【进行实验】（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）避免空气对实验产生干扰；
（3）将装置B的左侧导管换成长导管并伸到集气瓶的底部；
（4）二氧化碳溶解速度慢，二氧化碳不会溶于水或与水反应．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的提示进行解答．