16. 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】
(1)Ⅰ.不能用排水法收集,理由是
_________。
Ⅱ.能够用排水法收集
【查阅资料】1.CO
2不与碳酸氢钠反应,且难溶于饱和的碳酸氢钠溶液。
2.CO
2能与氢氧化钠反应,生成溶于水的碳酸钠。
【实验设计与操作】
步骤一:小组同学用图1所示装置进行CO
2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CO
2气体。
方法①:当气体发生装置开始产生CO
2气体15s后,用排水法收集CO
2备用,并记录从收集到集满一瓶CO
2所需的时间t;
方法②:当气体发生装置开始产生CO
2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CO
2备用;
方法③:当气体发生装置开始产生CO
2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。
(2)当气体发生装置开始产生CO
2气体15s后,再开始收集气体的原因是
____________。
步骤二:将装有50mL5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接,再缓缓插入已经收集好CO
2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
_________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立。
(4)用燃着的木条验满CO
2的方法
_________(填“可靠”或“不可靠”)。从收集的气体纯度考虑,方法
______________(填“①”“②”或“③”)更好。
(5)图2锥形瓶内压强不再变化时,瓶内剩余溶液中溶质的成分可能是
__________(不考虑CO
2与Na
2CO
3溶液的反应)。
(6)图1锥形瓶中饱和碳酸氢钠溶液的作用是
___________。
(7)直接用排饱和的碳酸氢钠溶液的方法代替的排水法收集二氧化碳,其优点
_________。