【題目】某小組在學(xué)習(xí)“二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制取的研究”課題時(shí),探究了二氧化碳的收集方法。

(查閱資料)

①通常狀況下,1體積水約溶解1體積二氧化碳,所得溶液的pH約為5.6,pH越小,二氧化碳在水中溶解越多。

②稀鹽酸與石灰石的反應(yīng)中會(huì)揮發(fā)出HCl氣體,HCl氣體溶于水形成鹽酸,使溶液的pH變小。

(提出問(wèn)題)二氧化碳能不能用排水法收集?

(設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))

實(shí)驗(yàn)一:在通常狀況下,測(cè)定二氧化碳溶于水所得溶液的pH,判斷二氧化碳在水中溶解的體積,如圖:

1)甲裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。

2CO2溶于蒸餾水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式是____________________________。

3)實(shí)驗(yàn)時(shí),需先將甲裝置中的空氣排盡。其操作是打開(kāi)止水夾K1,關(guān)閉止水夾K2并取下甲、乙中間的橡膠管,打開(kāi)活塞,滴加稀鹽酸至空氣排盡。檢驗(yàn)空氣排盡的方法是__________________________________。

4)關(guān)閉K1,連接甲、乙中間的橡膠管,打開(kāi)K2K3,待丙裝置中收集半瓶氣體時(shí),關(guān)閉K2、K3,充分振蕩丙裝置,分別測(cè)得丙、丁瓶裝置中溶液的pH5.66.6.分析可知,溶解的二氧化碳體積丙裝置中_____(填“大于”或“等于”或“小于”)丁裝置中。實(shí)驗(yàn)中,乙裝置的作用是_____________________________________。

5CO2氣體的溶解度隨壓強(qiáng)的減小而___________(填“減小”或“增大”或“不變”,下同),隨溫度降低而____________

實(shí)驗(yàn)二:用二氧化碳數(shù)字傳感器測(cè)得收集的氣體中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)。

6)如圖是收集的氣體中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖,從圖中能得到哪些信息:①_________________________________________________

_________________________________________________。

(結(jié)論反思)由實(shí)驗(yàn)一、二分析,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,二氧化碳_______(填“能”或“否”)用排水法收集。能降低二氧化碳在水中溶解性的措施_____________(寫(xiě)一條即可)。

【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O CO2+H2O=H2CO3 將讓著的小木條放在甲的導(dǎo)管口,木條熄滅,則已排盡 大于 除去\吸收HCl氣體,防止干擾實(shí)驗(yàn) 減小 增大 排水法收集氣體中CO2含量是88.1% 排水法比向上排空法收集的氣體CO2含量更高 升高溫度

【解析】

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):

1)甲裝置中反應(yīng)是用大理石或石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳,大理石或石灰石主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;

2CO2溶于蒸餾水生成碳酸,化學(xué)反應(yīng)的方程式是CO2+H2O=H2CO3

3)二氧化碳不能燃燒也不能支持燃燒,能使燃著的木條熄滅。實(shí)驗(yàn)時(shí),需先將甲裝置中的空氣排盡,檢驗(yàn)空氣排盡的方法是:將燃著的小木條放在甲的導(dǎo)管口,木條熄滅,則已排盡;

4)關(guān)閉K1,打開(kāi)K2K3,待丙裝置中收集半瓶氣體時(shí),關(guān)閉K2、K3,充分振蕩丙裝置,分別測(cè)得丙、丁瓶裝置中溶液的pH5.56.5,根據(jù)“通常狀況下,1體積水約溶解1體積二氧化碳,所得溶液的pH約為5.6pH越小,二氧化碳在水中溶解越多”溶解的二氧化碳體積丙裝置中大于丁裝置中。實(shí)驗(yàn)中,鹽酸具有揮發(fā)性,易揮發(fā)出氯化氫氣體,氯化氫氣體易溶于水,碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w混有少量的氯化氫氣體,乙裝置的作用是:吸收HCl氣體,防止干擾實(shí)驗(yàn);

5CO2氣體的溶解度隨壓強(qiáng)的減小而減小或,隨溫度降低而增大;

6)從圖中能得到的信息有:①排水法收集氣體中CO2含量是88.1%;② 排水法比向上排空法收集的氣體CO2含量更高;

結(jié)論反思:

由實(shí)驗(yàn)一、二分析,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,二氧化碳能用排水法收集。二氧化碳?xì)怏w溶解度隨溫度升高而減小,降低二氧化碳在水中溶解性的措施:升高水的溫度。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】近日,中國(guó)在四川某地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大規(guī)模的鋰礦,儲(chǔ)量高達(dá)52萬(wàn)噸,被稱(chēng)之為中國(guó)鋰谷。鋰礦是重要的國(guó)家戰(zhàn)略資源,有著21世紀(jì)改變世界格局的白色石油綠色能源金屬之稱(chēng)。如圖是鋰原子結(jié)構(gòu)示意圖和鋰元素在元素周期表中的相關(guān)信息。下列說(shuō)法不正確的是(

A. 鋰元素屬于金屬元素

B. 鋰原子在化學(xué)反應(yīng)中易失電子

C. 鋰原子的相對(duì)原子質(zhì)量是6.941g

D. 鋰原子核外有3個(gè)電子

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寫(xiě)出圖中標(biāo)有數(shù)字的儀器名稱(chēng):①______;②______。

實(shí)驗(yàn)室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的發(fā)生裝置應(yīng)選用______填標(biāo)號(hào),下同,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

若要收集較為純凈的氧氣最好選用______作為收集裝置。

是一種多功能裝置,可用于集氣、洗氣等,若將F裝置內(nèi)裝滿水,再連接量筒,就可以用于測(cè)定不溶于水且不與水反應(yīng)的氣體體積,則氣體應(yīng)從______填“a”或“b進(jìn)入。

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【題目】某石灰石樣品的成分是CaCO3SiO2(已知SiO2既不溶于水也不與鹽酸反應(yīng))。課外小組為了測(cè)定該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù),將12.0g石灰石樣品放入燒杯中,再取100 g稀鹽酸分4次加入燒杯中,每次均充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:

數(shù)

1

2

3

4

加入稀鹽酸質(zhì)量 /g

25

25

25

25

反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量 /g

m

58.4

82.6

107.6

求:(1)生成二氧化碳的總質(zhì)量是_____g。

(2)1次加入稀鹽酸充分反應(yīng)后,燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量是_____g。

(3)該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

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A. 甲的溶解度比乙大

B. t2℃時(shí),甲、乙的飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量相等

C. t1℃時(shí),在50g水中加入15g甲,可得到 65g 溶液

D. 要使接近飽和的甲溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液,可采用降溫的方法

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【題目】氯化亞銅(CuCl)是一種白色粉末,不溶于水、乙醇(標(biāo)準(zhǔn)狀況下沸點(diǎn)是78.2℃)及稀硫酸,熔點(diǎn)422℃,沸點(diǎn)1366℃,在空氣中迅速被氧化成綠色,常用于有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑。以粗鹽水(含氯化鈣、硫酸鎂等雜質(zhì))、Cu、稀硫酸、SO2等為原料合成CuCl的工藝流程如下:

⑴A溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是______________;

⑵寫(xiě)出反應(yīng)III的化學(xué)方程式_________;

⑶反應(yīng)VI的化學(xué)方程式是:2NaCl+2CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4+Na2SO4,反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素是____;

⑷本工藝中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_______________;

⑸反應(yīng)VI后,過(guò)濾得到的CuCl沉淀,用無(wú)水乙醇洗滌沉淀,在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí),冷卻密封包裝即得產(chǎn)品。70℃真空干燥的目的是___________。

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⑴A溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是______________

⑵寫(xiě)出反應(yīng)III的化學(xué)方程式_________;

⑶反應(yīng)VI的化學(xué)方程式是:2NaCl+2CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4+Na2SO4,反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素是____;

⑷本工藝中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_______________

⑸反應(yīng)VI后,過(guò)濾得到的CuCl沉淀,用無(wú)水乙醇洗滌沉淀,在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí),冷卻密封包裝即得產(chǎn)品。70℃真空干燥的目的是___________

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2)同學(xué)們經(jīng)討論后認(rèn)為該方案可以?xún)?yōu)化, 試管的實(shí)驗(yàn)是多余的。

3)去掉多余的實(shí)驗(yàn),同學(xué)們將另兩只試管中反應(yīng)后的物質(zhì)倒入同一大燒杯中,一段時(shí)間后過(guò)濾,向?yàn)V渣中加入稀硫酸,有氣泡產(chǎn)生,則濾渣的成分可能是 。

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