Question

10．三位同學分別設計了下列三套制取和收集二氧化碳的裝置．
【設計裝置】

【討論探究】
（1）實驗室制取二氧化碳的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）A裝置還可以用于制取和收集氧氣，反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；若改用B裝置制取，則檢查氣密性的方法是在集氣瓶中加水至浸沒導管口，向外拉動注射器的活塞，集氣瓶內(nèi)的導管中會形成一段水柱，保持注射器的活塞位置不變，一段時間后導管內(nèi)的液面無變化，則裝置的氣密性良好．
（3）C裝置的優(yōu)點是可以控制反應的發(fā)生與停止．
【拓展提高】
（4）該小組同學還設計了如圖所示裝置，對制取獲得的CO₂進行性質驗證：

①通入CO₂后，D中試液變色，取適量該溶液于試管中，用酒精燈加熱，溶液的顏色變化是由紅色變?yōu)樽仙��?br />②E中澄清石灰水變渾濁，對應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
③F燒杯中的蠟燭先后熄滅，說明CO₂具有的性質有二氧化碳不能燃燒、不能支持燃燒，二氧化碳比空氣密度大；
④D、E處產(chǎn)生氣泡的速率逐漸變慢后，若繼續(xù)向氣體發(fā)生裝置中加入相應的酸，產(chǎn)生氣泡的速率變快．由此可推斷，反應物的濃度對反應速率有影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室制取二氧化碳是碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)裝置特點確定制取氧氣的方法，根據(jù)實驗裝置的特點來確定檢驗氣密性的方法；
（3）根據(jù)C裝置的特點來分析；
（4）根據(jù)二氧化碳的性質、化學反應的原理以及影響化學反應速率的因素來分析解答．

解答 解：（1）實驗室制取二氧化碳是碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．故答案為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）A裝置適用于固液常溫下制取氣體，即在二氧化錳的催化作用下分解過氧化氫制取氧氣，同時生成了水；B裝置的氣密性檢驗方法是在集氣瓶中加水至浸沒導管口，向外拉動注射器的活塞，集氣瓶內(nèi)的導管中會形成一段水柱，保持注射器的活塞位置不變，一段時間后導管內(nèi)的液面無變化，則裝置的氣密性良好；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；在集氣瓶中加水至浸沒導管口，向外拉動注射器的活塞，集氣瓶內(nèi)的導管中會形成一段水柱，保持注射器的活塞位置不變，一段時間后導管內(nèi)的液面無變化，則裝置的氣密性良好；
（3）C裝置可以通過上下移動銅絲來控制反應的開始與停止，故填：可以控制反應的發(fā)生與停止；
（4）①D中二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊試液變紅色，碳酸不穩(wěn)定，加熱分解為水和二氧化碳，所以紅色的石蕊試液又變成紫色；故填：由紅色變?yōu)樽仙��?br />②二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水；故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
③燒杯中下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅，說明二氧化碳不能燃燒、不能支持燃燒，二氧化碳比空氣密度大；故填：二氧化碳不能燃燒、不能支持燃燒，二氧化碳比空氣密度大；
④D、E處產(chǎn)生氣泡的速率逐漸變慢后，是因這稀鹽酸逐漸反應使稀鹽酸的濃度變小，若繼續(xù)向反應發(fā)生裝置加入相應酸（濃度變大），氣泡速率變快；說明反應速率與反應物的濃度有關；故填：反應物的濃度．

點評 題目綜合考查了二氧化碳的實驗室制法及二氧化碳的化學性質，掌握相關的化學方程式、實驗時的注意事項是解題的關鍵．