Question

18．二氧化碳是一種奇妙的氣體，在實驗室可以很方便的制取．

步驟一：選取藥品與發(fā)生裝置．實驗室經(jīng)常選用稀鹽酸和大理石（填藥品名稱）作為反應物，發(fā)生裝置可選用如圖1中的B．
步驟二：檢查裝置氣密性．組裝好儀器后，將導管末端浸末在水中，用手捂試管，發(fā)現(xiàn)導管口有氣泡冒出，放手后導管中有一小段水柱，則氣密性良好．
步驟三：反應并收集氣體．收集二氧化碳可以用排水法或向上排空氣法．到底哪種方法更好，甲、乙兩同學分別用排水法和排空氣法做如下實驗研究（用的藥品與發(fā)生裝置一樣）

1、比較收集時間：分別收集滿一相同試管的二氧化碳，記錄時間	甲：收集時間較短 乙：收集時間較長	原因：D （選擇填空，下同）
2、比較收集到氣體的濃度：分別朝兩支試管中加入$\frac{1}{3}$試管體積的澄清石灰水	甲：石灰水先變渾濁后變澄清 乙：石灰水先變渾濁后變澄清且甲中石灰水恢復澄清的時間比乙A．	原因：EF

A．時間短          B．時間長       C．產(chǎn)生氣體速度不一樣
D．氣態(tài)分子間隔大，運動速度快，不同氣體分子更易混合，不易分離
E．過量的二氧化碳參與反應     F．甲收集到的二氧化碳純度更高
結論：綜上所述，排水法（填收集方法）收集二氧化碳更好．
反思：排水法收集二氧化碳仍有不足之處，請寫出一點混有少量水蒸氣
已知：CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，Ca（HCO₃）₂易溶于水．丁同學在含一定量Ca（OH）₂的石灰水中通入CO₂，產(chǎn)生沉淀的量與通入CO₂氣體的量的關系如圖2所示，回答下列問題：
（1）寫出在石灰水中剛通入CO₂時的化學方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）通CO₂ 氣體前石灰水中溶質的質量為7.4g
（3）至少通入CO₂ 氣體質量8.8g時溶液的質量是整個實驗過程中溶液質量的最大值（不考慮CO₂氣體在水中的溶解性）．
【思考】丙同學對甲同學做完實驗的廢液進行了研究．
（1）測出該廢液的pH＜7，則廢液中大量存在的陽離子為Ca²⁺、H⁺．
（2）向此廢液滴加碳酸鈉溶液至過量，則下列圖3中圖象表示正確的為B．

Answer 1

分析 步驟一、根據(jù)實驗室制取二氧化碳的反應物是大理石和稀鹽酸，實驗室制取二氧化碳的反應物是固體和液體，反應條件是常溫進行分析；
步驟二、根據(jù)檢查裝置氣密性的方法是利用了氣體壓強的變化進行分析；
步驟三：根據(jù)對比實驗來探究排水法和排空氣法哪種方法好、運用分子的性質、二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁進行分析；
結論：根據(jù)步驟三中的探究實驗得出結論；
反思：根據(jù)排水法收集氣體的方法的特點進行分析；
已知：（1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，依據(jù)沉淀的質量進行計算；
（3）根據(jù)二氧化碳能使全部的氫氧化鈣轉化為碳酸鈣沉淀，此時繼續(xù)通入二氧化碳，生成的碳酸鈣沉淀與二氧化碳和水反應生成可溶性的碳酸氫鈣，當碳酸鈣全部轉化為碳酸氫鈣時，溶液質量達到最大值．由圖示的數(shù)據(jù)根據(jù)化學方程式可以計算出需要二氧化碳的質量；
思考：（1）根據(jù)pH＜7說明溶液呈酸性，結合碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應生成二氧化碳、氯化鈣和碳酸鈉反應產(chǎn)生碳酸鈣沉淀進行分析．

解答 解：步驟一：實驗室常用大理石或石灰石與稀鹽酸反應生成二氧化碳，常溫下即可反應，大理石或石灰石是固體，鹽酸是液體，所以發(fā)生裝置可選用如圖1中的B； 
步驟二：檢查裝置的氣密性用手握住容器外壁，導管口有氣泡冒出，導管離開水面后容器內由于氣壓減小導管中有一段小水柱；
步驟三：對比實驗來探究排水法和排空氣法哪種方法好，

（1）比較收集時間： 分別收集滿一個集氣瓶的二氧化碳，記錄時間	甲：收集時間較短 乙：收集時間較長	原因：氣態(tài)分子間隔大，運動速度快，不同氣體分子更易混合，不易分離 ，故選：D
（2）比較收集到氣體的濃度： 分別朝兩個集氣瓶中加入兩滴管的澄清石灰水	甲：石灰水先變渾濁后變澄清  乙：石灰水先變渾濁后變澄清 且甲中石灰水恢復澄清的時間比乙時間短，故選：A	原因：過量的二氧化碳參與反應，甲收集到的二氧化碳純度更高 故選：EF

結論：由步驟三可得出運用排水法收集的氣體較為純凈；
反思：運用排水法收集二氧化碳是水蒸氣會混入氣體中；
已知：（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）設參加反應的氫氧化鈣的質量為x
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
     74                     100
      x                      10g
     $\frac{74}{x}$=$\frac{100}{10g}$
     x=7.4g；
（3）由圖示可知生成沉淀的質量為10g
設生成10g需要二氧化碳的質量為y
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
                   44      100
                    y       10g
$\frac{44}{y}$=$\frac{100}{10g}$
y=4.4g
設10g沉淀完全反應需要二氧化碳的質量為z
CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂
 100              44
  10g              z
$\frac{100}{10g}$=$\frac{44}{z}$
z=4.4g
共需要二氧化碳的質量為：4.4g+4.4g=8.8g；
思考：（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳故，溶液中含有鈣離子，由題意知溶液的pH＜7說明溶液呈酸性，所以廢液中大量存在的陽離子為：Ca²⁺，H⁺；
（2）滴加碳酸鈉先和溶液中的酸反應，溶液的pH增大，再和溶液中的氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉在這一過程中溶液的pH不變等于7，氯化鈣全參加反應后再加碳酸鈉溶液的pH會大于7且增大，故選：B．
故答案為：步驟一：大理石，B； 
步驟二：有氣泡冒出，導管中有一段小水柱；
步驟三：

		D
	A	EF

結論：排水法；
反思：混有少量水蒸氣；
已知：（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）7.4；
（3）8.8；
思考：（1）Ca²⁺，H⁺；
（2）B．

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．