题文
化学是一门以实验为基础的科学,实验是学习化学的一条重要途径。下面我们就实验室制取二氧化碳的收集问题做如下讨论。根据二氧化碳的性质,它可溶于水也能与水反应生成碳酸,通常采用排空气集气法收集。二氧化碳真的就不能用排水法收集吗?
资料一:文献表明1体积水要完全溶解于1体积二氧化碳,至少需要约7天左右的时间。如果是1天时间,则1体积水大约只能溶解1/3体积左右的二氧化碳。
资料二:对任何气体的收集,凡能用排水法收集的气体,最好用排水法收集,这样既可以观察集气的快慢,又可以提高被集气体的纯度。
资料三:二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液
(1)你认为在中学化学实验中是否可以用排水法收集二氧化碳气体__________,你的观点是______________________________________________________________________。
(2)要使实验室收集二氧化碳达到最优化,你是否还有更好的建议______________。
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)可以; 在实验室用排水法收集二氧化碳,由于实验时间较短,二氧化碳溶解很少,是完全可行的;或答因为中学化学实验并不是精密实验,只是定性实验;或答用排水法既可以观察集气的快慢,又可以提高二氧化碳的纯度;(2)排饱和碳酸氢钠溶液法收集。
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解析
(1)二氧化碳虽然说是易溶于水,但由题中信息可知,二氧化碳的溶解速度很慢。由于实验时间较短,二氧化碳溶解很少,是完全可行的,且用排水法既可以观察集气的快慢,又可以提高二氧化碳的纯度;
(2)由题中信息可知,二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液,所以可以用排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳.
考点
据考高分专家说,试题“化学是一门以实验为基础的科学,实验是学习.....”主要考查你对 [二氧化碳的制取和收集 ]考点的理解。
二氧化碳的制取和收集
二氧化碳的制取和收集:
1.原理和药品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑
2.装置:固液混合不加热
(1)发生装置

A装置为简易装置,不便于加液体;
B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;
D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
(2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
如图: 
3.现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。
4.检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。
5.验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。
6.实验步骤
a.检查装置的气密性;
b.装入石灰石(或大理石);
c. 塞紧双孔塞;
d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
e.收集气体;
f.验满。
7.注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!
实验室制取二氧化碳的选择:
实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
注意:
(1)不能选用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面,阻止反应继续进行。
(2)不能选用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,得不到纯净的二氧化碳气体。
(3)不能用碳酸钠代替石灰石,因为反应太剧烈,产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大,反应物的质量分数越大,反应速率就越快,反之,则越慢。
各组物质反应情况如下表所示:
药品反应速率块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中石灰石粉末和稀盐酸产生气泡速率很快块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快


