Question

14．CO₂是初化學重點研究的氣體之一，某化學興趣小組設計了如圖1和2所示的實驗探究CO₂的制取和性質．
（1）該興趣小組用干燥管、燒杯、銅等設計裝配了一個在實驗室制取二氧化碳氣體的裝置，如圖1所示．在干燥管內的銅上應盛放；若將銅換成鐵，可能產生的后果是造成二氧化碳不純，其原因是Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑ （用化學方程式表示）
（2）該興趣小組同學將制得的CO₂分別通入澄清石灰水和氫氧化鈉溶液，他們觀察到前者變渾濁，后者無明顯現象，CO₂和NaOH是否發生了化學反應？
①小明設計了甲、乙兩個實驗驗證：CO₂與NaOH發生了化學反應，如圖2所示．實驗現象為：甲--軟塑料瓶變癟，乙--“瓶吞雞蛋”．小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是小雯同學提出質疑，她認為上述實驗還不足以說明CO₂和NaOH發生了反應．其理由是小明同學針對小雯的質疑又補充了一個對照實驗，這個實驗是收集同樣大小的一塑料瓶二氧化碳，倒入與氫氧化鈉溶液同樣多的蒸餾水，觀察塑料瓶的變癟情況；
②小虎向甲實驗后變癟塑料瓶的溶液加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產生現象，從而證明CO₂與NaOH已經發生了反應．

Answer 1

分析 制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．小明設計了甲、乙兩個實驗來驗證C0₂與NaOH發生了化學反應，如圖2所示．實驗現象為：甲--軟塑料瓶變癟，乙--“瓶吞雞蛋”；小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是：反應后內外產生壓強差；小雯同學提出質疑，她認為上述實驗還不足以說明CO₂和NaOH發生了反應，其理由是二氧化碳也能與水反應；小明同學針對小雯的質疑又補充了一個對照實驗，這個實驗是：收集同樣大小的一塑料瓶二氧化碳，倒入與氫氧化鈉溶液同樣多的蒸餾水，觀察塑料瓶的變癟情況；小虎向甲實驗后變癟塑料瓶的溶液中加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產生現象，從而證明CO₂與NaOH已經發生了反應．

解答 解：（1）實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，在干燥管內的銅網上應盛放石灰石；可能產生的后果是：造成二氧化碳不純，其原因是鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，配平即可；故答案為：石灰石；造成二氧化碳不純；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）小明設計了甲、乙兩個實驗來驗證C0₂與NaOH發生了化學反應，如圖2所示．實驗現象為：甲--軟塑料瓶變癟，乙--“瓶吞雞蛋”；小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是：反應后內外產生壓強差；小雯同學提出質疑，她認為上述實驗還不足以說明CO₂和NaOH發生了反應，其理由是二氧化碳也能與水反應；小明同學針對小雯的質疑又補充了一個對照實驗，這個實驗是：收集同樣大小的一塑料瓶二氧化碳，倒入與氫氧化鈉溶液同樣多的蒸餾水，觀察塑料瓶的變癟情況；小虎向甲實驗后變癟塑料瓶的溶液中加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產生現象，從而證明CO₂與NaOH已經發生了反應；故答案為：①反應后內外產生壓強差；二氧化碳也能與水反應；收集同樣大小的一塑料瓶二氧化碳，倒入與氫氧化鈉溶液同樣多的蒸餾水，觀察塑料瓶的變癟情況；②稀鹽酸；有氣泡產生．

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和二氧化碳的性質的探究等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現在實驗題中．