Question

【題目】某化學興趣小組的同學對實驗室制取CO2及相關性質進行一系列的探究活動。

（1）氣體制取。

按如圖1所示的制取裝置進行實驗。

①寫出有標號儀器的名稱：a __________，b ___________。

②實驗室制取CO2的反應化學方程式是______________________________。

③實驗室收集CO2的方法是________________________________________，

原因是_____________________________________________。

（2）實驗探究。

[提出問題] 實驗室制取CO2時能否采用排水法收集？

[設計實驗]

實驗一：向一個充滿CO2氣體的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶。可觀察到塑料瓶 ________________________，說明CO2能溶于水。

實驗二：先用集氣瓶裝滿一瓶蒸餾水（pH=7.0），然后按如圖2所示組裝裝置并進行實驗，再用pH計測定從裝置C排到燒杯中的液體的pH。

測得燒杯中液體的pH<7.0，說明溶液呈酸性，原因是 _____________________。

[實驗結論] 實驗室制取CO2不宜采用排水法收集。

[拓展延伸] 某同學先對圖2裝置做了以下改進：將裝置C中的部分蒸餾水換成植物油，將燒杯換成量筒（如圖3所示）。然后利用改進后的裝置測定收集到CO2的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：①__________，② ___________。

Answer 1

【答案】 鐵架臺 試管 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑ 向上排空氣法 CO2密度大于空氣 變癟 二氧化塔和水反應生成碳酸 裝置漏氣 部分氣體在裝置A內等

【解析】鐵架臺是常用的夾持儀器，大試管是常用的反應容器；制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，實驗室制取CO2，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，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。二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集。

實驗一中，向一個充滿CO2氣體的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶，可觀察到塑料瓶變癟，說明CO2能溶于水。

實驗二中，裝置B中碳酸氫鈉溶液的作用是：吸收二氧化碳氣體中混雜的氯化氫氣體；測得燒杯中液體的PH＜7.0，說明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；利用改進后的裝置測定收集到CO2的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：裝置漏氣；部分氣體在裝置A內等。

解：（1）①鐵架臺是常用的夾持儀器，試管是常用的反應容器；

②實驗室制取CO2，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，化學方程式為 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑

③實驗室收集CO2的方法是向上排空氣法；原因是CO2密度大于空氣；

（2）實驗一：向一個充滿CO2氣體的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶，可觀察到塑料瓶變癟，說明CO2能溶于水；

實驗二：測得燒杯中液體的PH＜7.0，說明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；

[拓展延伸]利用改進后的裝置測定收集到CO2的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：裝置漏氣；部分氣體在裝置A內等。