Question

12．某小組在學習“二氧化碳制取的研究”課題時，探究了二氧化碳氣體的收集方法．
【查閱資料】通常狀況下，1體積水約能溶解1體積二氧化碳，所得溶液的pH約為5.6；
【提出問題】二氧化碳能否用排水法收集？
【設計實驗】

實驗一：圖1中反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．待生成的二氧化碳將錐形瓶中空氣排盡時，連接a和b．
實驗二：根據pH的變化判斷排水法收集時二氧化碳的損失：
（1）用pH傳感器測得蒸餾水的pH=7；
（2）待乙瓶中收集半瓶氣體時，停止通入二氧化碳，關閉乙瓶左、右的彈簧夾；
（3）測得丙瓶中溶液的pH=6.5；
（4）充分震蕩乙瓶后，測得其溶液的pH=5.5．
分析可知，丙瓶中所溶解二氧化碳的體積小于（填“大于”、“小于”或“等于”） 乙瓶中液體的體積．
實驗中，甲瓶中蒸餾水的作用是吸收氯化氫氣體．若沒有該裝置，則乙瓶中測出的溶液pH 會偏小（填“偏大”、“偏小”或“不影響”）．
實驗三：隨著科學發展，數字化檢測技術得到廣泛應用．圖3是用二氧化碳檢測儀測得的排空氣法和排水法收集的氣體中二氧化碳體積分數隨時間的變化曲線，則最終兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數較大的是排水法（填“排空氣法”或“排水法”）．
【得出結論】
通過由實驗分析說明，水所溶解的二氧化碳的量與生成的二氧化碳的量相比可忽略（填“可忽略”或“不可忽略”）．與用排空氣比較，此法優點是收集到的氣體較純．
【反思評價】
能降低二氧化碳在水中溶解能力的措施是升高溫度（寫一條即可）．請分析乙瓶和丙瓶中溶液的pH存在差值的原因可能是乙瓶中二氧化碳與水接觸更充分，并設計實驗驗證．

實驗操作	實驗現象
向兩只盛有二氧化碳氣體的軟塑料瓶各加入三分之一體積的水，一只靜置，一只充分震蕩，觀察現象	前者無明顯變化，后者瓶子變癟

Answer 1

分析 【設計實驗】實驗一：大理石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
實驗二：根據溶液的pH來分析；
實驗三：根據實驗所得數據來分析；
【得出結論】根據以上實驗數據結合實驗現象來分析解答；
【反思評價】根據影響氣體溶解度的因素和實驗方案的設計方法（借助于塑料瓶變癟的程度）來分析．

解答 解：【設計實驗】實驗一：大理石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
實驗二：乙瓶內液體的pH小于丙瓶的pH，pH越小，溶解的二氧化碳越多；故填：小于；
鹽酸會會發出少量的氯化氫氣體，甲瓶中的蒸餾水可將其吸收，如不吸收，會導致乙瓶內的液體酸性增強，pH偏小；故填：吸收氯化氫氣體；偏小；
實驗三：由二氧化碳檢測儀測得的排空氣法和排水法收集的氣體中二氧化碳體積分數隨時間的變化曲線，則最終兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數較大的是排水法；故填：排水法；
【得出結論】通過由實驗分析說明，水所溶解的二氧化碳的量與生成的二氧化碳的量相比可忽略，與用排空氣比較，排水法收集的二氧化碳更為純凈；故填：可忽略；收集到的氣體較純；
【反思評價】氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小；乙瓶通過振蕩能使得二氧化碳與水接觸更充分；
要比較振蕩是否影響到氣體的溶解能力，可以采用相同大小的連個軟塑料瓶，收集滿二氧化碳后，加入等體積的水，將其中一個瓶子振蕩，另一個靜置，然后觀察現象．
故答案為：升高溫度；乙瓶中二氧化碳與水接觸更充分；

實驗操作	實驗現象
向兩只盛有二氧化碳氣體的軟塑料瓶各加入三分之一體積的水，一只靜置，一只充分震蕩，觀察現象	前者無明顯變化，后者瓶子變癟

點評 本考點主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫、溶液的酸堿性等，綜合性比較強．要記憶有關的知識點，并理解應用；本考點是中考的重要考點之一，主要出現在實驗題中．