Question

18．某實驗小組的同學用碳酸鈉粉末、粒狀大理石、稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸這幾種
藥品，探究哪兩種藥品的反應適合在實驗室制取CO₂．請你參與探究并回答問題．
【提出問題】上述酸和碳酸鹽的反應是否適合在實驗室制取CO₂？
【方案設計】大家經過討論，一致認為濃鹽酸不適合用于實驗室制取CO₂，你認為原因是濃鹽酸有揮發(fā)性．
討論后大家設計了如圖1三個實驗進行對比分析．

【實驗與結論】
（1）請你填寫實驗報告中①、②處的內容．

實驗	實驗現象	實驗結論
A	劇烈反應，迅速放出大量氣泡	反應速率過快，氣體不便收集，不宜于實驗室制取二氧化碳
B	產生氣泡，速率迅速減慢，反應幾乎停止．	無法持續(xù)產生CO2，不能用于實驗室制取CO2
C	①反應較強烈，產生大量氣泡	②適宜制取二氧化碳

（2）根據探究結論，實驗室制取二氧化碳所發(fā)生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
【拓展與遷移】
（1）由上述探究可知，在確定實驗室制取氣體的反應原理時，要考慮諸多因素，例如反應速率要適中，便于收集等．請你再寫出一種需要考慮的因素：操作簡便．
（2）實驗室制取二氧化碳，為了控制反應速率，可以采用哪種方式向反應容器中加入酸？用分液漏斗將酸滴加到反應容器中．
（3）圖2是一種滅火器的工作原理示意圖，其中用碳酸鈉和濃鹽酸反應來產生CO₂的理由是反應劇烈，產生大量氣泡，導致容器內部氣壓迅速增大．

Answer 1

分析 根據濃鹽酸揮具有揮發(fā)性，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解答本題．

解答 解：【方案設計】因濃鹽酸揮具有揮發(fā)性，使收集到的二氧化碳不純，所以濃鹽酸不適合用于實驗室制取CO₂；
【實驗與結論】（1）粒狀大理石與稀鹽酸，反應速率適中，便于氣體的收集；
（2）碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以制取二氧化碳的反應原理為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【拓展與遷移】B中反應產生硫酸鈣，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應；C中稀鹽酸與大理石反應產生大量氣泡；反應速率適中，氣體便于收集；
（1）在確定實驗反應原理時時：要從原理是否科學、嚴謹、合理，裝置和操作是否安全、簡便、現象明顯，藥品是否易得、經濟、環(huán)保節(jié)能等方面進行；
（2）實驗室制取二氧化碳，為了控制反應速率，用分液漏斗將酸滴加到反應容器中；
（3）根據上述實驗現象可知：滅火器用碳酸鈉和濃鹽酸反應來產生CO₂的理由是：增大溶液的濃度，可使反應速率增大，能夠迅速產生大量CO₂，用來及時地滅火，使火災的危害降到最低．
故答案為：【方案設計】濃鹽酸有揮發(fā)性；
【實驗與結論】①反應較強烈，產生大量氣泡；
②適宜制取二氧化碳；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【拓展與遷移】（1）操作簡便；
（2）用分液漏斗將酸滴加到反應容器中；
（3）反應劇烈，產生大量氣泡，導致容器內部氣壓迅速增大．

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．