Question

【题目】某化学兴趣小组的同学对实验室制取CO2及相关性质进行一系列的探究活动。

（1）气体制取。

按如图1所示的制取装置进行实验。

①写出有标号仪器的名称：a __________，b ___________。

②实验室制取CO2的反应化学方程式是______________________________。

③实验室收集CO2的方法是________________________________________，

原因是_____________________________________________。

（2）实验探究。

[提出问题] 实验室制取CO2时能否采用排水法收集？

[设计实验]

实验一：向一个充满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶 ________________________，说明CO2能溶于水。

实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水（pH=7.0），然后按如图2所示组装装置并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。

测得烧杯中液体的pH<7.0，说明溶液呈酸性，原因是 _____________________。

[实验结论] 实验室制取CO2不宜采用排水法收集。

[拓展延伸] 某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒（如图3所示）。然后利用改进后的装置测定收集到CO2的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：①__________，② ___________。

Answer 1

【答案】 铁架台 试管 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑ 向上排空气法 CO2密度大于空气 变瘪 二氧化塔和水反应生成碳酸 装置漏气 部分气体在装置A内等

【解析】铁架台是常用的夹持仪器，大试管是常用的反应容器；制取装置包括加热和不需加热两种，实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热。二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集。

实验一中，向一个充满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶，可观察到塑料瓶变瘪，说明CO2能溶于水。

实验二中，装置B中碳酸氢钠溶液的作用是：吸收二氧化碳气体中混杂的氯化氢气体；测得烧杯中液体的PH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；利用改进后的装置测定收集到CO2的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：装置漏气；部分气体在装置A内等。

解：（1）①铁架台是常用的夹持仪器，试管是常用的反应容器；

②实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，化学方程式为 CaCO3+ 2HCI=CaCl2+ H2O+CO2↑

③实验室收集CO2的方法是向上排空气法；原因是CO2密度大于空气；

（2）实验一：向一个充满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶，可观察到塑料瓶变瘪，说明CO2能溶于水；

实验二：测得烧杯中液体的PH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是：二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液呈酸性；

[拓展延伸]利用改进后的装置测定收集到CO2的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：装置漏气；部分气体在装置A内等。