Question

16．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．
【提出問題】二氧化碳能不能用排水法收集？
【查閱資料】
①通常狀況下，1 體積水約能溶解1 體積二氧化碳，所得溶液pH約為5.6．
②HCl氣體極易溶于水．
【設計方案】
方案一：在通常狀況下，通過測定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判斷二氧化碳在水中溶解的體積，實驗裝置如下圖所示，裝置氣密性良好．

（1）實驗前，K₁、K₂、K₃均關閉．實驗時，需先將甲裝置中的空氣排盡，其操作是，打開活塞，滴加足量稀鹽酸，關閉活塞．檢驗空氣已排盡的方法是打開K₁，將燃著的木條放在a口處，若木條熄滅則空氣已經排盡．
（2）關閉K₁，打開K₂、K₃．待丙裝置中收集半瓶氣體時，關閉K₂和K₃，充分振蕩丙裝置．然后用pH計測得如下數據：

物質	丙裝置中溶液	丁裝置中溶液
pH	5.60	6.50

分析可知，丙裝置所溶解二氧化碳的體積大于（填“大于”、“小于”或“等于”）丁裝置溶解二氧化碳的體積．
（3）實驗中，若沒有乙裝置，則測出的溶液pH會偏小（填“偏大”或“偏小”）．
方案二：在通常狀況下，用氧氣測量儀分別測定排空氣法和排水法收集的二氧化碳氣體中氧氣的體積分數，測得的數據如下圖所示．

（4）兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數較大的是排水（填“排空氣”或“排水”）法．
【反思評價】
（5）方案二中兩種方法收集的二氧化碳氣體中的氧氣來自于空氣，兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數的差值是15.7%．

Answer 1

分析 根據反應的原理來分析解答；實驗時，需先將甲裝置中的空氣排盡，其操作是：開啟彈簧夾K₁、關閉彈簧夾K₂、K₃，打開活塞，滴加稀鹽酸至空氣排盡．檢驗空氣已排盡的方法是將燃著的木條放在K₁導管口處，若木條熄滅則空氣已經排盡；由實驗分析可知：pH越大，酸性越強；實驗中，乙裝置的作用是吸收二氧化碳中的HCl氣體，若沒有乙裝置，則測出的溶液pH會偏小，因為氯化氫氣體溶于水是鹽酸，酸性比較強；用氧氣測量儀測得收集的氣體中氧氣體積分數隨時間的變化關系如圖2（起始時氧氣的體積分數都以21%計），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，兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數的差值是15.7%；由實驗一、二分析，我認為二氧化碳能用排水法收集．

解答 解：（1）實驗時，需先將甲裝置中的空氣排盡，其操作是：開啟彈簧夾K₁、關閉彈簧夾K₂，打開活塞，滴加稀鹽酸至空氣排盡；檢驗空氣已排盡的方法是將燃著的木條放在K₁導管口處，若木條熄滅則空氣已經排盡；故答案為：打開K₁，將燃著的木條放在a口處，若木條熄滅則空氣已經排盡；
（2）由實驗數據可知，丙裝置內的溶液pH小于丁裝置，即丙中溶解的二氧化碳多，故填：大于；
（3）實驗中，乙裝置的作用是吸收二氧化碳中的HCl氣體，若沒有乙裝置，則測出的溶液pH會偏小，因為氯化氫氣體溶于水是鹽酸，酸性比較強；故答案為：偏小；
（4）用氧氣測量儀測得收集的氣體中氧氣體積分數隨時間的變化關系如圖2（起始時氧氣的體積分數都以21%計），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，兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數的差值是15.7%；故答案為：排水法；15.7%．

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．