Question

【題目】某小組在學習“二氧化碳制取的研究”課題時，進行了一系列探究實驗。請你一起參與他們的活動，并回答以下問題。探究活動一：能否用排水法收集CO2

（查閱資料）（1）標況下，1體積的水溶解1體積的CO2

（2）一定濃度的稀鹽酸和石灰石反應時，CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠大于其溶解和與水反應的速率；

（3）向澄清的石灰水中通入過量的CO2發生了如下反應；CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2

（實驗探究）甲、乙兩位同學分別用排水法和向上排空氣法收集兩瓶體積相同的CO2

		甲	乙
實驗步驟	（1）甲、乙兩位同學各收集一瓶CO2（兩個集氣瓶體積相同）	向上排空氣法收集并驗滿（理由：CO2_____，且不與空氣的成分發生反應；驗滿方法：_____）	排水法收集，無需驗滿（集滿現象：_____）
	（2）向集氣瓶中倒入等體積適量的澄清石灰水	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較長	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較短

（實驗結論）可以用排水法收集CO2而且，與向上排空氣法相比，排水法在收集CO2時有以下優點_____。

活動小組的同學還發現塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應至氣泡逸出不明顯后，測得其殘留液pH=2．對此他們繼續進行探究：

探究活動二：反應后溶液pH的變化取適量反應后的溶液。逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH數字探測儀連續監測，得曲線如圖（縱坐標為pH，橫坐標為時間）；

（1）請解釋反應后溶液pH=2可能的原因：_____

（2）寫出AB段內有關化學方程式：_____。

（3）寫出BC“平臺”段化學方程式：_____。

（4）CD段上升的原因是：_____。

Answer 1

【答案】密度比空氣大 將燃著的木條放在集氣瓶口，若小木條熄滅，則說明CO2已收集滿 集氣瓶內液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口逸出 ①排水法集滿CO2現象明顯或操作方便；②排水法收集到的CO2氣體濃度或純度較高 稀鹽酸有剩余 Na2CO3溶液呈堿性，過量的Na2CO3溶液使溶液堿性增強

【解析】

碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉。

[實驗探究]二氧化碳不燃燒，不支持燃燒，密度比空氣大，能使澄清石灰水變渾濁。

		甲	乙
實驗步驟	（1）甲、乙兩位同學各收集一瓶CO2（兩個集氣瓶體積相同）	向上排空氣法收集并驗滿（理由為：CO2 密度比空氣大，且不與空氣的成分發生反應；驗滿方法為：將燃著的木條放在集氣瓶口，若小木條熄滅，則說明CO2已收集滿）	排水法收集，無需驗滿（集滿現象：集氣瓶內液面下降至瓶口，且有氣泡從瓶口逸出）
	（2）向集氣瓶中倒入等體積適量的澄清石灰水	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較長	石灰水先渾濁后變澄清所需時間較短

[實驗結論]可以用排水法收集CO2而且與向上排空氣法相比，排水法在收集CO2時有以下優點①排水法集滿CO2現象明顯或操作方便；②排水法收集到的CO2氣體濃度或純度較高。

探究活動二：

（1）反應后溶液pH=2，說明溶液顯酸性，故可能的原因稀鹽酸有剩余。

（2）AB段內為碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，故反應的化學方程式為。

（3）BC“平臺”段為碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，故反應的化學方程式為。

（4）CD段上升的原因是Na2CO3溶液呈堿性，過量的Na2CO3溶液使溶液堿性增強。