Question

【題目】二氧化碳是實驗室經常制備的一種氣體，通常用向上排空氣法收集，那么，二氧化碳能否用排水法收集？某小組同學對該氣體做了如下探究：

資料：通常狀況下，1 體積水約能溶解1體積二氧化碳，所得溶液的pH約為5.6；

【設計實驗】

（1）實驗一：圖1中滴加稀鹽酸的儀器名稱為______ ，反應的化學方程式_______。

待生成的二氧化碳將錐形瓶中空氣排盡時，連接a和b。檢驗錐形瓶中的空氣已排盡的方法是___。

（2）實驗二：待乙瓶中收集半瓶氣體時，停止通入二氧化碳，關閉乙瓶左、右的彈簧夾；測得丙瓶中溶液的pH=6.5；充分震蕩乙瓶后，測得其溶液的pH=5.6。分析可知，丙瓶中所溶解二氧化碳的體積______（填“大于”、“小于”或“等于”）乙瓶中液體的體積。實驗中，甲瓶中飽和碳酸氫鈉溶液的作用是________，若沒有該裝置，則乙瓶中測出的溶液pH 會______（填“偏大”、“偏小”或“不影響”）。

（3）實驗三：圖3是用二氧化碳檢測儀測得的排空氣法和排水法收集的氣體中二氧化碳體積分數隨時間的變化曲線關系圖，由實驗一、二、三分析，你認為二氧化碳____（填“能”或“不能”）用排水法收集。用排水法收集二氧化碳時，能減少二氧化碳在水中溶解能力的措施是____。（寫一條即可）

Answer 1

【答案】 分液漏斗 略 用燃著的木條置于導管a出口，木條熄滅，則已排盡空氣 小于 除去HCl氣體 偏小 能 升高水溫 或 用CO2飽和水溶液（合理即可）

【解析】（1）滴加稀鹽酸的儀器是分液漏斗；鹽酸與碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；根據二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，可以用燃著的木條置于導管a出口，木條熄滅，則已排盡空氣；

（2）由于二氧化碳溶于水，與水反應生成碳酸，使溶液的pH＜7，酸性越強，pH越小，丙瓶中溶液的pH=6.5；充分震蕩乙瓶后，測得其溶液的pH=5.6，說明丙瓶中所溶解二氧化碳的體積小于乙瓶中液體的體積；甲瓶中飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收氯化氫氣體，并且防止二氧化碳的溶解，所以作用是除去HCl氣體；若沒有該裝置，氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，酸性增強，則乙瓶中測出的溶液pH 會偏小；

（3）收集二氧化碳無論是排水法還是向上排空氣法，都得不到100%純凈的二氧化碳，收集二氧化碳排水法比向上排空氣法要純，所以能用排水法收集。由于氣體的溶解度隨溫度升高而減小，所以可以采用熱水或者在過程中給水加熱，所以能降低二氧化碳在水中溶解性的措施升高水的溫度或使用熱水收集，或用CO2飽和水溶液。