打开碳酸饮料瓶盖时,会有大量含有二氧化碳气体的气泡逸出,某项目学习小组对二氧化碳溶解能力进行了如下实验探究。
【查阅资料】
通常状况下,1体积水约能溶解1体积二氧化碳,所得饱和溶液pH约为5.6。
Ⅰ.探究通常状况下,二氧化碳在水中溶解的体积.
实验1:
(1)如图1,进行实验前需先将甲装置中的空气排尽。其操作是:打开弹簧夹K1,关闭其余弹备夹;打开活塞,滴加稀盐酸至空气排尽。甲中发生反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OCaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;检验甲中空气已排尽的方法是 将燃着的木条放在K1导管口处,若木条熄灭,则证明空气已排尽将燃着的木条放在K1导管口处,若木条熄灭,则证明空气已排尽。

(2)关闭K1,打开K2、K3,待丙装置中收集半瓶气体时,关闭活塞K2和K3,充分振荡丙装置。然后用pH计测得如表数据:
物质 | 丁装置中溶液 | 丙装置中溶液 |
pH | 6.50 | 5.60 |
小于
小于
(填“大于”“小于”“等于”)丙和丁装置中溶液的总体积。(3)实验1说明,通常状况下,在生成较大量二氧化碳时,可以用
排水法
排水法
收集二氧化碳气体。Ⅱ.比较二氧化碳在不同物质中的溶解能力
实验2:四个烧瓶中收集250mL的气体,分别加入50mL不同液体,通过压强传感器测定瓶中压强变化(实验前烧瓶内压强为20kPa,实验过程中保持温度恒定)。
实验操作 | 实验序号 | 烧瓶中气体 | 注射器中物质 | 实验后瓶内压强 |
![]() |
实验① | 空气 | 水 | 130.25kPa |
实验② | CO2 | 水 | 104.98kPa | |
实验③ | CO2 | 盐酸 | 106.67kPa | |
实验④ | CO2 | 小苏打的水溶液 | 103.40kPa |
(4)实验①的作用是
对比
对比
。实验后瓶内的压强,实验②小于实验①的原因是 二氧化碳溶于水且与水反应,实验②中烧瓶内剩余气体的量小于实验①
二氧化碳溶于水且与水反应,实验②中烧瓶内剩余气体的量小于实验①
。(5)比较实验②、③、④的数据,可得出CO2在三种液体中溶解能力的关系是
温度一定时,二氧化碳在小苏打的水溶液、水、盐酸中溶解能力依次减小
温度一定时,二氧化碳在小苏打的水溶液、水、盐酸中溶解能力依次减小
。Ⅲ:探究实验的废液处理
项目小组完成探究实验后,产生大量废液。经理论分析和实验确定废液中含NaCl、CaCl2和HCl。小组决定用Na2CO3除去废液中CaCl2和HCl后再利用,如何估算Na2CO3固体的用量?
实验3:取100mL废液样品于烧杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图2所示。

【讨论与交流】
(6)a→b阶段,观察到烧杯中的现象是
有气泡产生
有气泡产生
。(7)b点后曲线平缓阶段,对应的化学方程式为
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
。(8)c点时,取少量烧杯中的清液于试管中,滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明处理100mL废液,所需5.3%的Na2CO3溶液的体积
小于
小于
120mL(填“大于”、“等于”或“小于”)。(9)将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重,质量为4g。那么,处理项目组800mL的废液,理论上需要Na2CO3固体
42.4
42.4
g。(实验所用5.3%Na2CO3溶液的密度近似看做1g/mL)【考点】探究二氧化碳的性质.
【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;将燃着的木条放在K1导管口处,若木条熄灭,则证明空气已排尽;小于;排水法;对比;二氧化碳溶于水且与水反应,实验②中烧瓶内剩余气体的量小于实验①;温度一定时,二氧化碳在小苏打的水溶液、水、盐酸中溶解能力依次减小;有气泡产生;CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl;小于;42.4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:191引用:1难度:0.5
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1.用两支相同的软塑料瓶探究CO2的性质,装置如图所示。
(1)A瓶观察到的现象是
(2)B瓶中发生反应的化学方程式为
(3)证明NaOH能与CO2反应的现象是发布:2024/12/25 12:0:1组卷:74引用:3难度:0.7 -
2.化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段,学习了CO2的溶解性后,同学们对溶解了CO2的水作了进一步探究。
【提出问题】CO2在溶于水时,是否有CO2与水反应呢?
【进行实验】兴趣小组的同学找来软塑料瓶进行了一系列的探究活动,请你参与:
(1)甲同学想通过证明反应物消耗或较少。按如图所示进行实验,打开瓶盖,迅速将烧杯内的水倒入瓶中并拧紧瓶盖,振荡,一会后发现
【反思交流1】
(2)乙同学认为甲同学的实验不足以证明CO2能与水反应,乙同学的理由是
【补充实验】乙同学取少量甲同学实验软塑料瓶中的液体于试管中,向其中滴加紫色石蕊试液,溶液变红,乙同学认为这可以说明CO2能与水反应(提示:石蕊是一种遇酸变红的紫色液体)。
【反思交流2】
(3)丙同学认为乙同学的实验也不足以证明CO2能与水反应。其理由是
【再次实验】
(4)该兴趣小组的同学经过思考、讨论,设计了如下实验方案,探究CO2能与水反应,请你完成如下实验报告。实验操作 实验现象 结论 ①把干燥的紫色小花一半喷水,一半保持干燥 小花喷水的部分仍为紫色 ②把实验①中的紫色小花放入盛有二氧化碳的集气瓶中 小花喷水的部分由紫色变红色,干燥部分仍为紫色
【反思交流3】
(5)乙同学和兴趣小组的同学在探究没有明显现象的反应(如:CO2与水的反应)是通过发布:2024/12/9 16:0:6组卷:110引用:2难度:0.7 -
3.某化学社团同学开展了二氧化碳制取和性质实验等一系列项目式学习研究。
(一)浓盐酸的稀释
(1)实验室只有36%的浓盐酸,制取二氧化碳需将浓盐酸稀释的原因是
(2)要把50g上述浓盐酸稀释为质量分数为9%的稀盐酸,需要水的质量为
(二)二氧化碳的制取
根据如下实验装置,回答下列问题:
(3)A、B装置均可作实验室制取CO2的发生装置,与A装置相比,B装置的优点是
(4)若用装置C收集CO2,气体应从
(三)探究CO2与水的反应
(5)已知某实验条件下,1体积水最多能溶解0.7体积的CO2,为了更直观地观察到CO2能溶于水,同学们收集了一烧瓶CO2并利用图2所示装置进行实验。他们将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,振荡,烧瓶中压强的变化如图3所示。CO2与水反应生成了
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