15.二氧化碳能溶于水,并能與水反應(yīng)生成碳酸,所以很多資料上都認(rèn)為二氧化碳一般不用排水法收集。那二氧化碳?xì)怏w究竟能否用排水法收集呢?某化學(xué)興趣小組利用如圖1所示的兩套裝置進(jìn)行了深入的探究。
請(qǐng)寫出石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:
。
【定性實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)后,裝置Ⅱ水槽中的液體應(yīng)該呈酸性,向此液體中滴加紫色石蕊試液,溶液顏色會(huì)變?yōu)?
。但是取幾次實(shí)驗(yàn)后的液體樣品,滴加紫色石蕊試液,均無(wú)明顯變色現(xiàn)象,對(duì)此你認(rèn)為可能的原因是
。
【定量實(shí)驗(yàn)】采用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測(cè)定排水法和向上排空氣法收集的二氧化碳純凈度的差異。因?qū)嶒?yàn)設(shè)備有限,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)氧氣傳感器測(cè)出收集氣體中殘留的氧氣(來(lái)自于空氣),推算出空氣的含量,再求出CO2的含量。請(qǐng)?zhí)顚懭绫肀砀裰邢鄳?yīng)的空白(精確到1%即可):
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測(cè)得氧氣含量 |
推算出CO2含量 |
結(jié)論 |
排空氣法 |
6.6% |
69% |
排水法收集到的二氧化碳更純凈 |
排水法 |
4.2% |
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通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知,若對(duì)CO
2純度要求較高,應(yīng)該使用排水法收集二氧化碳。
【實(shí)驗(yàn)反思】利用裝置Ⅰ和裝置Ⅱ收集到的二氧化碳都會(huì)混有少量空氣,原因是
。
【交流討論】證明排水法比排空氣法所收集的二氧化碳?xì)怏w純度更高,還有什么方法?
。
【拓展應(yīng)用】利用傳感器對(duì)二氧化碳性質(zhì)再探究。
步驟1:如圖2所示裝置的氣密性良好,三瓶250mL的燒瓶?jī)?nèi)收集滿CO
2氣體,三個(gè)注射器內(nèi)各裝有等體積的液體(分別是水、飽和石灰水、氫氧化鈉濃溶液)。連接好裝置和壓強(qiáng)傳感器。
步驟2:三位同學(xué)同時(shí)迅速將注射器內(nèi)等體積的液體(水、飽和石灰水、氫氧化鈉濃溶液)注入各自燒瓶中,關(guān)閉活塞。
步驟3:一段時(shí)間后,同時(shí)振蕩燒瓶。觀察傳感器定量實(shí)時(shí)地傳回?zé)績(jī)?nèi)氣壓變化形成的圖象情況如圖3所示。
【查閱資料】氫氧化鈣微溶于水,氫氧化鈉易溶于水,兩種物質(zhì)均可與CO
2發(fā)生反應(yīng)。
(1)導(dǎo)致曲線AB段氣壓增大的主要原因是
。
(2)圖3中曲線1中
段氣壓的變化是由于充分振蕩燒瓶導(dǎo)致的。
(3)利用現(xiàn)有的裝置,在不使用其他試劑的情況下,請(qǐng)寫出除振蕩燒瓶外繼續(xù)降低E點(diǎn)的操作方法:
。
(4)曲線2與曲線3差異較大的原因是
。寫出曲線1所反應(yīng)的化學(xué)方程式:
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