22. 化学小组学习完二氧化碳相关知识后,对CO
2进行了如下两个探究:
(探究一)用如图所示自制装置进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。
【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体。
【进行实验】实验1
步骤 | 操作 | 现象 |
① | 在饮料瓶中装水至浸没过长吸管底端,对着短吸管缓慢吹气
| 水从长吸管端快速流出 |
② | 将饮料瓶中装满水,对着短管吹气,水排空后,将燃着的木条快速伸入饮料瓶中 | 饮料瓶中木条熄灭 |
③ | 将水倒掉,向饮料瓶中加入澄清石灰水至没过长吸管底,从短吸管端吸气30秒,观察石灰水的变化;再从长吸管端吹气30秒,观察石灰水的变化 | |
(1)步骤①说明,自制装置的气密性
_______(填“良好”或“不良”)。
(2)步骤②中的现象
_______(填“能”或“不能”)证明呼出气体中含二氧化碳。
(3)若假设成立,步骤③中,预期会观察到的现象是
_______。
实验2
实验1中有同学发现,吹气一段时间后发现,浑浊的石灰水重新变得澄清。他用上述装置加入与实验1等体积的石灰水,做下列实验来研究这一问题。
实验编号 | 石灰水浓度 | 持续吹气时间 | 瓶底现象 |
2-1 | 0.16% | 30秒 | 澄清石灰水变浑浊 |
2-2 | 0.16% | 2分钟 | 澄清石灰水先变浑浊,后又变得澄清 |
2-3 | 0.08% | 30秒 | 澄清石灰水先变浑浊,后又变得澄清 |
2-4 | 0.08% | 2分钟 | 澄清石灰水先变浑浊,后又变得澄清 |
【反思与评价】
(4)石灰水变浑浊发生反应文字或符号表达式为
_____,能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是
______(填实验编号)。
(5)实验1中,吹气时间均为30秒,有同学观察到石灰水变澄清,而有的学生未观察到,产生现象差异的可能原因是
______。
(探究二)实验室制取二氧化碳药品的选择
某研究小组在实验室制取CO
2发现,通常不选用大理石与稀硫酸反应制取CO
2,原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体表面,阻碍了大理石与稀硫酸接触,反应速率逐渐减慢甚至停止。该小组猜测,硫酸的浓度是否会对实验效果造成影响?他们试图选择出合适浓度的硫酸。(实验所用硫酸浓度均为反应速率合理范围内)
操作:在28℃时,分别向五支各盛有等量大理石的试管中加入等体积硫酸,15分钟内生成气体的体积见右表:
试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
硫酸浓度(%) | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
气体体积(mL) | 35 | 47 | 55 | 51 | 42 |
请回答:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为
_______%。
(2)除选用合适浓度的硫酸之外,在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石上,应增加
_______操作,更有利于气体的制备。
(3)大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,试写出反应的文字表达式
______。
(4)提出猜想:请写出另一种你认为可能影响反应速率的因素
______。
(5)在该实验中,你认为可以用下列装置收集气体的是
______(填编号)。(假设液体不与二氧化碳反应,也不溶解二氧化碳)