Question

13．化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探究二氧化碳?xì)怏w能否用排水集氣法收集．
【猜想】
Ⅰ．不能用排水法收集．你認(rèn)為其理由是二氧化碳能溶于水；
Ⅱ．能夠用排水法收集．你認(rèn)為其理由可能是二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率較慢．
【實驗】
實驗一：制取二氧化碳．用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)．反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．分別用向上排空氣法和排水集氣法收集兩瓶氣體并分別標(biāo)注為①和②．
實驗二：將兩瓶氣體分別倒立于盛有足量氫氧化鈉溶液的玻璃水槽中．一段時間后，①號集氣瓶中的溶液的體積約為集氣瓶容積的$\frac{2}{3}$，②號集氣瓶中的溶液幾乎全充滿．該實驗中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
【結(jié)論】
由實驗一得出的結(jié)論是猜想Ⅱ正確；由實驗二得出的結(jié)論是用排水法收集比用向上排空氣法收集的二氧化碳更純凈．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)二氧化碳的密度和溶解性分析回答；
【實驗】實驗室制取CO₂，是在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水解答；
【結(jié)論】根據(jù)實驗現(xiàn)象分析解答．

解答 解：【猜想】Ⅰ．因為二氧化碳能溶于水且與水反應(yīng)，所以實驗不適宜用排水集氣法收集二氧化碳．
Ⅱ．二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率較慢，能夠用排水法收集；
【實驗】實驗室用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
【結(jié)論】，①號集氣瓶中的溶液的體積約為集氣瓶容積的$\frac{2}{3}$，②號集氣瓶中的溶液幾乎全充滿．說明用排水法收集比用向上排空氣法收集的二氧化碳更純凈，故猜想二正確．
答案：
【猜想】Ⅰ．二氧化碳能溶于水；Ⅱ．二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率較慢；
【實驗】實驗一：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
實驗二：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
【結(jié)論】Ⅱ；用排水法收集比用向上排空氣法收集的二氧化碳更純凈．

點評 本題考查了氧氣及二氧化碳的制取裝置和收集裝置的選擇，其中的發(fā)生裝置和收集裝置都是在常規(guī)裝置的基礎(chǔ)上進行改進、評價、選擇，難度較大，關(guān)鍵還是明確發(fā)生裝置和收集裝置選擇的依據(jù)．