题目内容

20．在学习“二氧化碳的制备方法”的以后，同学们认真观察、大胆质疑，又提出了以下值得进一步探究的问题．
[提出问题]二氧化碳能溶于水真的不能用排水法收集二氧化碳了吗？
[设计实验]
利用如图1的实验装置，制备并收集二氧化碳．选用同批次的颗粒状和块状大理石，分别与10%、7.5%、5%、2.5%、1%的稀盐酸（每次用量均为70ml）进行实验．每一组实验产生的二氧化碳采用连续收集的方法，即收集完第1瓶马上开始收集第2瓶…顺次完成直到不再生成二氧化碳为止，并记录收集满每一瓶二氧化碳的所用时间，如表1．
表1  连续收集二氧化碳时各瓶所用的时间
瓶子序号
石灰石的形状
盐酸的浓度/%		1234567891011
10颗粒989121420192130195-
块状1212161922243756177-
7.6颗粒1311121517265555153-
块状1513151721233255119-
5颗粒1418183263-
块状203159-
2.5颗粒43-
块状4661-
1颗粒-
块状-
注：表中“-”表示该瓶气体未能收集满，空白表示实验已结束．

选择气体的收集方法还要考虑气体的收集率的问题，即：$\frac{实际收集的气体总体积}{理论计算的产生气体的总体积}$×100%
由此将表1中部分数据进行整理得到表2．
表2  排水法收集二氧化碳的收集率
盐酸浓度/%107.55
石灰石形状颗粒块状颗粒块状颗粒块状
理论计算的产生气体总体积/mL224116491099
实际收集的气体总体积/mL1450130513051305725435
收集率/%655879796640
[提出问题]除此之外，收集的时机是否会对排水法收集二氧化碳的纯度造成影响呢？
[设计实验]利用浓度传感器，将第一步实验中“7.5%的盐酸与块状石灰石”的一组实验中第1、2、3、4号集气瓶进行测定，并将二氧化碳的浓度记录在表3中．
瓶序1234
CO2的浓度/%52.685.292.393.6
根据以上那个探究过程，结合数据回答以下问题：
（1）图1的锥形瓶内所发生的化学反应的方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）制备二氧化碳时选择浓度为7.5% 的盐酸最为适宜；当选用适当浓度的盐酸后，石灰石的形状对制备并收集二氧化碳无（填“有”或“无”）显著影响．
（3）若要收集得到浓度比较高（80%以上）的二氧化碳，对收集的时机你有怎样的建议：反应一段时间后再收集．
（4）依据探究过程说一说实验室制取二氧化碳时能不能选用排水集气法呢？说明理由只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可．

分析 （1）根据石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳解答；
（2）根据表中信息进行分析解答；
（3）根据表中信息进行分析解答；
（4）依据探究过程及题中信息分析解答．

解答 解：（1）石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，其反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）从表格数据可以分析得出，制备二氧化碳时选择浓度为7.5%的盐酸最为适宜；当选用适当浓度的盐酸后，石灰石的形状对制备并收集二氧化碳无影响；
（3）①号中二氧化碳浓度较低，2、3、4号集气瓶中浓度增大，从表格数据可以分析得出反应一段时间后再收集；
（4）依据探究过程可以得出：实验室制取二氧化碳时能选用排水集气法，理由是：只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可．
答案：
（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）7.5；  无；
（3）反应一段时间后再收集（学生只要写间隔一段时间即可，具体写出秒数也可）；
（4）能，只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可．

点评 本题考查的是实验速率的实验探究，完成此题，可以依据已有的知识进行．

练习册系列答案
相关题目
10．在CO和CO2的混合气体中，碳元素的质量分数为36%．将5g混合气体先通入灼热的氧化铁（假设每一步都完全反应），再通入足量的石灰水中，最多可得到白色沉淀物（　　）
A．30gB．15gC．5.6gD．10g
11．关于电解水实验的说法中正确的是B
A．实验证明水是由氢气和氧气组成的      B．电解水时在正极产生氧气
C．水是由氢原子和氧原子构成的             D．正极与负极产生的气体质量之比为8：1．
8．稀土钨是重要的战略金属资源，钨矿在古代被称为“重石”，在元素周期表中钨元素的某些信息如图所示，下列有关钨的说法正确的是（　　）
A．原子核内质子数为74B．相对原子质量为183.8g
C．属于非金属元素D．原子核内中子数为74
15．为了节约化石能源，改善环境和空气质量，工业上常用水蒸气与炽热的碳反应制取水煤气作气体燃料．某小组的学生对水煤气的成分进行了如下实验探究．回答下列问题：
【实验猜想】运用质量守恒定律对“碳+水$\stackrel{高温}{→}$水煤气”反应的生成物质，进行如下假设：
①含二氧化碳气体．
②含有氢气．
③还可能含有CO气体．
【资料信息】
①C、CO、H2都均有可燃性和还原性（还原性--使金属氧化物失去氧元素变成单质金属）．
②C、CO、H2它们都不能与澄清石灰水发生化学反应．
③白色无水CuSO4是一种白色固体用于干燥气体或检查是否有水的存在，遇水变成蓝色固体．
【实验过程】
（1）将水煤气通入导管后，观察到A处澄清石灰水没有变化，说明实验猜想①不成立．
（2）实验中可观察到C处由黑色变成光亮的红色，同时，D装置中的白色固体变成蓝色，说明实验猜想②成立．
（3）实验中还观察到E装置中澄清石灰水变浑浊，说明水煤气中含有CO气体；E中发生的化学反应方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
（4）根据实验（2）和（3）的实验结论，在装置F处可观察到产生蓝色火焰．
（5）写出制取水煤气的化学反应方程式C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2．
5．“防火胜于救火”，下列说法错误的是（　　）
A．身上着火不可乱跑，要就地打滚使火熄灭
B．水能灭火，是因为水能降低可燃物的着火点
C．对于不明原因的火灾，我们宁可让其自生自灭，也不能贸然采取灭火措施
D．油库、面粉厂和煤矿的坑道内等场所要严禁烟火，以避免爆炸的发生
12．氢气是最清洁的燃料．请你计算20g氢气完全燃烧消耗氧气的质量是多少？
9．下列图象的对应关系表示正确的是（　　）
A．
表示电解水实验从开始到断开电源后这一过程中，产生的气体体积与反应时间的关系（不考虑气体在水中的溶解情况）
B．
表示两份完全相同的双氧水在有无MnO2的情况下，产生的O2质量m与反应时间t的关系
C．
表示碳在密闭容器内燃烧，容器内物质总质量m与反应时间t的关系
D．
表示加热一定质量的高锰酸钾，产生氧气质量m与加热时间t的关系
3．根据图1回答问题：

（1）写出图中标号仪器名称：①酒精灯；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的装置是AD（或AF）（填序号，下同），检验装置气密性时，除了用手紧握的方法外，还可以采用的方法是用热毛巾捂住试管（合理均可）；
（3）实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气，为了得到平稳的氨气流，应选择的发生装置是C；
（4）用G装置做硫在氧气中燃烧实验（提示：NaOH溶液可吸收反应生成的二氧化硫气体），燃烧结束后取出燃烧匙，立即用玻璃片盖住瓶口并振荡，若将集气瓶倒转，发现玻璃片被“吸住”而不掉下来（如2图甲），其原因是SO2与NaOH溶液反应，导致瓶内气压减小，外界大气压将玻璃片“托住”；
（5）为完成上述实验，用10mL量筒量取6mL氢氧化钠溶液，读数时量筒内的液体凹液面最低处应与图2乙中a（填“a”或“b”）处刻度线保持水平．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网