Question

12．為制取并收集一瓶干燥的CO₂氣體，某課外研究小組向實驗教師領取了下列儀器和藥品：
（1）要完成該實驗，他們還必須向實驗老師領取的儀器有鑷子、火柴和長頸漏斗或分液漏斗．
（2）實驗室制取時CO₂發生反應的化學方程式為2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）收集CO₂時，他們如何檢驗已CO₂收集滿？把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳；
（4）實驗室制取氣體要選擇適當反應物．我們知道實驗室制取大量CO₂氣體不能用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發，會使收集的CO₂因含有氯化氫氣體而不純．；也不能用稀硫酸，因為稀硫酸和大理石反應生成的CaSO₄微溶于水，會阻礙反應的繼續進行．
（5）他們對實驗室制取CO₂的實驗條件展開了進一步的探究，做了如下四個對比實驗：
①取m g大理石粉末與足量的溶質質量分數為5%的鹽酸反應；
②取m g塊狀大理石與足量的溶質質量分數為5%的鹽酸反應；
③取m g大理石粉末與足量的溶質質量分數為10%的鹽酸反應；
④取m g塊狀大理石與足量的溶質質量分數為10%的鹽酸反應
實驗現象：產生氣泡的快慢順序為③＞①＞④＞②．
實驗結論：影響大理石和鹽酸反應快慢的因素有大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質質量分數．

Answer 1

分析 本題從實驗室制取制二氧化碳的反應原理，制取裝置，收集方法等來解答．選擇的儀器要滿足實驗要求，選擇的藥品要利于反應發生，制取二氧化碳一般用石灰石和稀鹽酸，這樣反應的速度比較適中，制取的氣體中氯化氫氣體也比較少，不用稀硫酸是因為生成的硫酸鈣微溶與水，會覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應進行．通過控制變量的對比實驗，可以得出影響反應速度的因素是反應物的濃度和反應物的接觸面積．

解答 解：（1）因為制取二氧化碳氣體用的是雙孔橡皮塞，他們還必須向實驗老師領取的儀器是 長頸漏斗或分液漏斗
（2）實驗室制取CO₂時發生反應的化學方程式為 2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）因為二氧化碳密度大，收集CO₂時，檢滿的方法是 把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳；
（4）實驗室制取大量CO₂氣體不能用濃鹽酸和大理石為原料，因為 濃鹽酸易揮發出氯化氫氣體，會使收集的CO₂不純；也不能用稀硫酸和大理石為原料，因為 稀硫酸和大理石反應生成CaSO₄微溶于水，會阻礙反應的繼續進行．
（5）通過對比實驗，可得出結論：影響大理石和鹽酸反應產生CO₂快慢的因素有 大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質質量分數．
答案：（1）長頸漏斗或分液漏斗
（2）2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳
（4）濃鹽酸易揮發，會使收集的CO₂因含有氯化氫氣體而不純．稀硫酸和大理石反應生成的CaSO₄微溶于水，會阻礙反應的繼續進行．
（5）大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質質量分數

點評 本題綜合考查了二氧化碳的實驗室制法，并進一步探究了反應原理，提高了同學們對實驗室制取二氧化碳的認識．