【查阅资料】通常状况下,1体积水约能溶解1体积二氧化碳,所得溶液pH约为5.6。
【提出问题】二氧化碳气体在水和食盐水中溶解能力相同吗?
【建立建设】二氧化碳气体在食盐水中溶解能力更强。
【实验设计与操作】
时间/min
0
0.5
6
12
24
48
排水法时丁中水的体积/mL
2.5
14.5
23
34
41
排盐水法时丁中盐水的体积/mL
1
7
9.5
11
根据以上数据分析,能用排水法收集CO2的理由是。
【实验结论】相同条件下,二氧化碳在中溶解能力更强。
物质
丁装置中溶液
丙装置中溶液
pH
6.50
5.60
分析可知,在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积(选填“大于”、“小于”或“等于”)丙和丁装置中溶液的总体积。
【实验反思】海洋封存CO2后可能会带来哪些危害?(写出一点即可)
甲
一段时间后,U型管中液面出现现象,可证明二氧化碳与氢氧化钠会发生反应。
【实验拓展】
为了定量测定氢氧化钠与二氧化碳的反应,兴趣小组查阅了如下资料并设计了图乙所示的实验(装置气密性良好)。
乙
①15℃、101KPa时,1L水可溶解1L二氧化碳;
②通常情况下,稀溶液的体积近似等于溶剂的体积。
【实验操作】
在上述条件下,将一定体积的二氧化碳通入图乙的锥形瓶中。
【实验结果】图乙实验中,与氢氧化钠反应的二氧化碳气体体积应为mL。
【实验反思】若实验不在上述条件下进行,实验结果可能会产生较大的偏差,请你分析其原因。
通过查阅资料发现:
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)。
②该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠容液的pH为8.3。
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,形成的产物是什么?
[建立假设]假设1:只有碳酸钠;假设2:碳酸钠、碳酸氢钠;假设3:只有碳酸氢钠;假设4:……
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立,理由是。
[实验过程]继续通入二氧化碳,溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
探究Ⅰ.影响因素探究
在制取CO2气体时,为了探究影响反应快慢的因素,小组同学进行了四组实验,如表所示
实验组别
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m块状
m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V稀盐酸
V浓盐酸
若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与(选填实验组别)进行对照。
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时,同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中,观察到塑料瓶变扁,由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑,小科进行了如下实验:在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体,通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液,最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线(如图2所示)。由此,小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁,同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
结合图2中A、B曲线变化特点,写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置(如图3)。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验:
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞,将稀盐酸全部加入锥形瓶,待充分反应后,关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
有同学指出实验步骤③操作明显不合理,你认为该同学的理由是。
选项
实验装置
反应开始前鼓入的气体
反应结束后鼓入的气体
A
氮气
B
干燥空气
C
D