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�。�

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(yīng)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(dǎo)管末端浸末在水中，用手捂試管，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口有氣泡冒出，放手后導(dǎo)管中有一小段水柱，則氣密性良好．
步驟三：反應(yīng)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(xué)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(fù)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(yīng)     F．甲收集到的二氧化碳純度更高
結(jié)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(xué)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(guān)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(xué)方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）通CO₂ 氣體前石灰水中溶質(zhì)的質(zhì)量為7.4g
（3）至少通入CO₂ 氣體質(zhì)量8.8g時溶液的質(zhì)量是整個實驗過程中溶液質(zhì)量的最大值（不考慮CO₂氣體在水中的溶解性）．
【思考】丙同學(xué)對甲同學(xué)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(yīng)物是大理石和稀鹽酸，實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)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(zhì)、二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁進行分析；
結(jié)論：根據(jù)步驟三中的探究實驗得出結(jié)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(yīng)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(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，依據(jù)沉淀的質(zhì)量進行計算；
（3）根據(jù)二氧化碳能使全部的氫氧化鈣轉(zhuǎn)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(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，當(dāng)碳酸鈣全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣時，溶液質(zhì)量達到最大值．由圖示的數(shù)據(jù)根據(jù)化學(xué)方程式可以計算出需要二氧化碳的質(zhì)量；
思考：（1）根據(jù)pH＜7說明溶液呈酸性，結(jié)合碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)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(yīng)生成二氧化碳、氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)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(yīng)生成二氧化碳，常溫下即可反應(yīng)，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(dǎo)管口有氣泡冒出，導(dǎo)管離開水面后容器內(nèi)由于氣壓減小導(dǎo)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(fù)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(yīng)，甲收集到的二氧化碳純度更高 故選：EF

結(jié)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(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）設(shè)參加反應(yīng)的氫氧化鈣的質(zhì)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(zhì)量為10g
設(shè)生成10g需要二氧化碳的質(zhì)量為y
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
                   44      100
                    y       10g
$\frac{44}{y}$=$\frac{100}{10g}$
y=4.4g
設(shè)10g沉淀完全反應(yīng)需要二氧化碳的質(zhì)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(zhì)量為：4.4g+4.4g=8.8g；
思考：（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)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(yīng)，溶液的pH增大，再和溶液中的氯化鈣反應(yīng)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(yīng)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(dǎo)管中有一段小水柱；
步驟三：

		D
	A	EF

結(jié)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(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．