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下列是初三某合作學(xué)習(xí)小組實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w
的研究過程,請你參與其中.
(一)在實(shí)驗(yàn)制取過程中,請回答下列問題:
(1)如圖中燒瓶內(nèi)放的藥品是大理石或
石灰石
石灰石
(填名稱);
(2)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的符號表達(dá)式為是
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2

(3)小兵同學(xué)在用此裝置制取并驗(yàn)證二氧化碳的性質(zhì)時(shí),在燒瓶內(nèi)裝入固體藥品,在分液漏斗內(nèi)加入稀鹽酸,打開分液漏斗的活塞,發(fā)現(xiàn)分液漏斗內(nèi)液體不能滴下,可能的原因是
分液漏斗塞子未打開
分液漏斗塞子未打開

(4)小兵同學(xué)用排水法收集與排空氣法收集CO2的進(jìn)行比較(分別用體積相同的2個(gè)集氣瓶收集),請幫他完成下表.
比較項(xiàng)目 排水法 向上排空氣法
收集方法可行性分析 CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠(yuǎn)大于其溶解和與水反應(yīng)的速率 CO2密度比空氣大,
不與空氣發(fā)生反應(yīng)
不與空氣發(fā)生反應(yīng)
收集過程分析 集滿現(xiàn)象:
集氣瓶口有氣泡冒出
集氣瓶口有氣泡冒出
“驗(yàn)滿”分析:因氣體無色,故集滿與否較難確定.即便用燃著木條移近容器口火焰熄滅,也難以證明空氣完全排盡.
向收集到的CO2集氣瓶內(nèi)倒入等體積適量澄清石灰水,并振蕩 先渾濁后變澄清所需時(shí)間較短. 先渾濁后變澄清所需時(shí)間較長.
由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論
二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集;
二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集;
;②
用排水法收集到的二氧化碳比較純凈
用排水法收集到的二氧化碳比較純凈
(二)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng),其原因是反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶物覆蓋在固體的表面,阻礙了大理石與稀硫酸的接觸,反應(yīng)速率逐漸減慢甚至停止.為此,該小組設(shè)立研究課題:選擇合適濃度的硫酸和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度制取二氧化碳.
【實(shí)驗(yàn)一】選擇合適濃度的硫酸
操作:在28℃時(shí),用裝有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直徑為2mm大理石的大試管中注入硫酸,記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積,見下表:
試管編號 1 2 3 4 5
硫酸濃度(%) 15 20 25 30 35
氣體體積(mL) 35 47 55 51 42
【實(shí)驗(yàn)二】選擇合適的反應(yīng)溫度
操作:往盛有1g直徑為2mm大理石的大試管中分別加入5mL相同合適濃度而不同溫度的硫酸溶液,觀察反應(yīng)的情況,記錄如下表:
試管編號 A B C D E
溫度(℃) 40 50 60 70 80
現(xiàn)象和
比較
有少量氣泡 氣泡比A號試管多 氣泡明顯比B號試管多 大量氣泡產(chǎn)生,與常溫用鹽酸反應(yīng)相似 反應(yīng)激烈,迅速產(chǎn)生大量氣體
請根據(jù)本次活動(dòng)的研究目的,分析處理以上兩個(gè)表中數(shù)據(jù),得出結(jié)論:
(1)稀硫酸與大理石反應(yīng),在28℃時(shí),選用硫酸的濃度最合適為
25
25
%.
(2)在合適的硫酸濃度下,應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為
70
70
℃.
(3)除選用適當(dāng)?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外,在反應(yīng)過程中,為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上,應(yīng)增加
振蕩試管
振蕩試管
操作,更有利于氣體的制備.
(4)你認(rèn)為該研究小組還可以研究
大理石顆粒大小
大理石顆粒大小
對該反應(yīng)速率的影響.
(5)計(jì)算:①碳酸鈣中各元素的質(zhì)量比
C:O:Ca=12:48:40
C:O:Ca=12:48:40
.②實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)需要含碳酸鈣80%以上的石灰石制取二氧化碳,現(xiàn)有一石灰石樣品,測定其鈣元素的含量為36%,請計(jì)算是否符合要求.(寫出計(jì)算過程)

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