Question

9．二氧化碳是实验室经常制备的一种气体，通常用向上排空气法收集，那么，二氧化碳能否用排水法收集？某小组同学对该气体做了如下探究：
资料：通常状况下，1 体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液的pH约为5.6；

【设计实验】
（1）实验一：图1中滴加稀盐酸的仪器名称为分液漏斗，反应的化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
待生成的二氧化碳将锥形瓶中空气排尽时，连接a和b．检验锥形瓶中的空气已排尽的方法是将燃着的木条放在a导管处，若木条熄灭则空气已经排尽．
（2）实验二：待乙瓶中收集半瓶气体时，停止通入二氧化碳，关闭乙瓶左、右的弹簧夹；测得丙瓶中溶液的pH=6.5；充分震荡乙瓶后，测得其溶液的pH=5.6．分析可知，丙瓶中所溶解二氧化碳的体积小于（填“大于”、“小于”或“等于”） 乙瓶中液体的体积．实验中，甲瓶中饱和碳酸氢钠溶液的作用是吸收氯化氢气体，若没有该装置，则乙瓶中测出的溶液pH 会偏小（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）．
（3）实验三：图3是用二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线关系图，由实验一、二、三分析，你认为二氧化碳能（填“能”或“不能”）用排水法收集．用排水法收集二氧化碳时，能减少二氧化碳在水中溶解能力的措施是升高水温．（写一条即可）

Answer 1

分析 （1）实验一：大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
（2）实验二：根据溶液的pH来分析；
（3）实验三：根据以上实验数据结合实验现象来分析解答；根据影响气体溶解度的因素和实验方案的设计方法（借助于塑料瓶变瘪的程度）来分析．

解答 解：（1）实验一：图1中滴加稀盐酸的仪器名称为分液漏斗，大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；其反应方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
检验锥形瓶中的空气已排尽的方法是 将燃着的木条放在a导管处，若木条熄灭则空气已经排尽．
（2）实验二：乙瓶内液体的pH小于丙瓶的pH，pH越小，溶解的二氧化碳越多；盐酸会会发出少量的氯化氢气体，甲瓶中饱和碳酸氢钠溶液可将其吸收，如不吸收，会导致乙瓶内的液体酸性增强，pH偏小；
（3）实验三：由实验一、二、三分析，二氧化碳能采用排水法进行收集，因为气体的溶解度随温度的升高而增大，所以能减少二氧化碳在水中溶解能力的措施可以是升高水温或事先制成二氧化碳的饱和溶液．
故答案是：（1）实验一：分液漏斗；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；将燃着的木条放在a导管处，若木条熄灭则空气已经排尽．（2）实验二：小于；吸收氯化氢气体；偏小；（3）实验三：能；升高水温．

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．