教学开放日，研究性小组在老师指导下探究CO2的性质，以下是有关实验装置．实验室制取CO2，装置A中应盛装的药品是______．A．碳酸钙和稀硫酸 B．碳酸...

题文

教学开放日，研究性小组在老师指导下探究CO₂的性质，以下是有关实验装置．



（1）实验室制取CO₂，装置A中应盛装的药品是______．
A．碳酸钙和稀硫酸     B．碳酸钙和稀盐酸    C．锌粒和稀盐酸
（2）为收集纯净、干燥的CO₂，将制得的气体通过B、C两个洗气瓶．B瓶用来除去CO₂中的氯化氢，C瓶所盛的液体是______，收集装置应选用（填序号）______．
（3 ）活动中老师演示了一个实验：将燃着的金属钠迅速伸入盛有干燥CO₂的集气瓶里，钠在瓶中继续燃烧．反应后冷却，瓶内得到黑色颗粒和白色物质．
【提出问题】黑色颗粒和白色物质分别是什么呢？
【查阅资料】Na₂O是白色固体，溶于水生成NaOH；CaCl₂溶液呈中性．
【讨论猜想】大家认为黑色颗粒是______．对白色物质的成分，同学们提出四种猜想：
猜想l：可能是Na₂O    猜想2：可能是Na₂CO₃
猜想3：可能是Na₂ O和Na₂CO₃的混合物    猜想4：可能是NaOH
小敏认为猜想______不可能成立，理由是______．
【实验探究】取适量该白色物质溶于水制成溶液，分装于A、B两支试管中，进行如下实验：
①向A试管中加入澄清石灰水，产生白色沉淀，说明白色物质中有______．
②向B试管中加入过量CaCl₂溶液，过滤；向滤液中滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明白色物质中没有______．
【实验结论】通过探究，猜想（填序号）______成立．【能力提升】写出钠在CO₂中燃烧的化学方程式______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）实验室制取二氧化碳选择药品时即注重经济实惠又能持续、稳定的发生化学反应，产生气体速度适中，便于收集；故答案为：B； 
    （2）为收集到干燥的CO₂气体，在C瓶中所盛的液体是浓硫酸；因CO₂气体能溶于水，密度比空气的大故收集装置应选用E．
    （3）根据实验现象和质量守恒定律，经过讨论猜想，生成的黑色固体是碳物质，（同时还生成一种白色物质．）并且小敏认为猜想4（可能是NaOH）不可能成立，原因是：反应物是金属钠和CO₂，没有氢元素，生成物中也不应有氢元素．
由实验探究知：取适量该白色物质溶于水制成溶液，分装于A、B两支试管中，进行实验：
①向A试管中加入澄清石灰水，产生白色沉淀，说明白色物质中有Na₂CO₃，因为从反应的化学方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH中能够解释．
②向B试管中加入过量CaCl₂溶液，其目的是除去溶液中的碳酸钠且过量CaCl₂溶液显中性，过滤向滤液中滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明白色物质中没有Na₂O（由资料知识：Na₂O是白色固体，溶于水生成NaOH，溶液显碱性）；最后得出正确的实验结论是：猜想2成立；
钠在CO₂中燃烧的化学方程式为：4Na+3CO₂ 点燃 . 2Na₂CO₃+C．
故答案为：
    （1）B
    （2）浓硫酸、E
    （3）碳、猜想4、在反应物中没有氢元素，生成物中也不应有氢元素
[实验探究]①Na₂CO₃、②Na₂O．
[实验结论]猜想2成立
[能力提升]4Na+3CO₂ 点燃 . 2Na₂CO₃+C

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解析

 点燃 . 

考点

据考高分专家说，试题“教学开放日，研究性小组在老师指导下探究C.....”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