某兴趣小组在学习了二氧化碳制取的研究课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。
[提出问题]二氧化碳能不能用排水法收集？
[作出猜想]
Ⅰ.不能用排水法收集，理由是

CO₂能溶于水且与水反应

CO₂能溶于水且与水反应

。
Ⅱ.能够用排水法收集。
[查阅资料]
Ⅰ.CO₂不与碳酸氢钠反应，且难溶于饱和的碳酸氢钠溶液。
Ⅱ.CO₂能与氢氧化钠发生反应（氢氧化钠溶液与石灰水性质相似）。
[实验设计与操作]
步骤一：小组同学用图1所示装置进行CO₂气体的制取，在相同条件下，用如下3种方法，分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO₂气体。

方法①：当气体发生装置开始产生CO₂气体15s后，用排水法收集CO₂备用，并记录从收集到集满一瓶CO₂所需的时间t；
方法②：当气体发生装置开始产生CO₂气体15s后，采取与方法①相同的时间t,用向上排空气法收集一瓶CO₂备用；
方法③：当气体发生装置开始产生CO₂气体15s后，用向上排空气法收集，将燃着木条放在瓶口验满后，立即盖上玻璃片备用。
（1）请写出稀盐酸和石灰石反应的化学方程式

2HCl+CaCO₃═CaCl₂+H₂O+CO₂↑

2HCl+CaCO₃═CaCl₂+H₂O+CO₂↑

。
（2）当气体发生装置开始产生CO₂气体15s后，再开始收集气体的原因是

排出装置内的空气

排出装置内的空气

。
步骤二：将装有50mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接，再插入已经收集好CO₂气体的锥形瓶中（如图2所示）。将注射器的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中，观察瓶内压强变化情况。
[实验分析与结论]
（3）用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示。根据实验结果可知，猜想

II

II

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）成立。
（4）用燃着的木条验满CO₂的方法

不可靠

不可靠

（填“可靠”或“不可靠”）。从收集的气体纯度考虑，方法

①

①

（填“①”“②”或“③”）更好。
步骤三：小组同学进一步实验，比较两种收集方法收集等体积气体所需时间及纯度情况。

（5）小组同学用氧气传感器分别测定排空气法和排水法收集的等体积两瓶CO₂气体中氧气的体积分数（数据如图4），则用排水法收集的气体中CO₂体积分数约为

87.5%

87.5%

。
（6）排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照
小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）CO₂气体，记录所需时间，如表所示。

	1	2	3	4
排水法	35″	43″	43″	43″
排空气法	1'57″	1'15″	1'4″	1'12″

综合上述实验，请你对CO₂的两种收集方法做出评价：

排水法比排空气法收集的气体纯度高，且收集时间短

排水法比排空气法收集的气体纯度高，且收集时间短

。
（7）实验结束后，图1中碳酸钙与稀盐酸反应后锥形瓶中的水溶液中除了生成的氯化钙外还有没有稀盐酸？请设计实验证明你的猜想（写出实验方法、现象和结论）：

向反应后的溶液中加入锌粒，若有气泡产生，说明还有盐酸，若没有气泡产生，则没有盐酸

向反应后的溶液中加入锌粒，若有气泡产生，说明还有盐酸，若没有气泡产生，则没有盐酸

。
（8）图1锥形瓶中饱和碳酸氢钠溶液的作用是

吸收气体中混有的HCl

吸收气体中混有的HCl

。
（9）直接用排饱和的碳酸氢钠溶液的方法代替上图的排水法收集二氧化碳，其优点是

避免一部分二氧化碳溶解于水，造成反应物药品的浪费

避免一部分二氧化碳溶解于水，造成反应物药品的浪费

。