Question

【題目】飲用雪碧時(shí)，小雨同學(xué)對“二氧化碳的溶解性”產(chǎn)生了興趣，他和同學(xué)們進(jìn)行了探究。

（查閱資料）①二氧化碳能溶于水。在通常情況下，1體積的水約能溶解1體積的二氧化碳二氧化碳溶于水，既有物理變化，又有化學(xué)變化。

②在其他條件不變時(shí)，氣體在水中的溶解能力隨溫度的升高而降低。

請寫出二氧化碳溶于水時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

（提出問題）在實(shí)驗(yàn)室條件下，1體積的水究竟能溶解多少體積的二氧化碳呢？

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（1）將蒸餾水煮沸后，置于細(xì)口瓶中，立刻蓋上瓶塞，冷卻至室溫，備用。將蒸餾水煮沸的目的是_____。立刻蓋上瓶塞后再冷卻的原因是_____。

（2）制取二氧化碳，以軟塑料瓶為容器，用向上排空氣法收集，驗(yàn)滿后備用。

a．定性實(shí)驗(yàn)

（3）實(shí)驗(yàn)①：取兩瓶盛滿二氧化碳的塑料瓶，分別倒入250毫升水，立即蓋緊瓶蓋。將其中一瓶靜置，一瓶充分振蕩。觀察到，靜置的一瓶幾乎沒有發(fā)生形變，而振蕩后的塑料瓶_____。得出結(jié)論：振蕩，可以加快二氧化碳在水中的溶解。

b．定量實(shí)驗(yàn)

（4）實(shí)驗(yàn)②：取2支醫(yī)用注射器分別抽取10mL空氣和10mL備用的蒸餾水，用膠管連接（如圖1所示），交替推動2支注射器的活塞，反復(fù)多次。

實(shí)驗(yàn)③：另取2支醫(yī)用注射器分別抽取10mL現(xiàn)制的二氧化碳?xì)怏w和10mL備用的蒸餾水，用膠管連接（如圖所示），交替推動2支注射器的活塞，反復(fù)多次至體積不再減少為止。反復(fù)交替推動注射器活塞的作用是_____。

（5）記錄數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)編號	抽取氣體的體積	抽取蒸餾水的體積	充分混合后，氣、液總體積
②	10mL空氣	10mL	20mL
③	10mL現(xiàn)制的二氧化碳	10mL	13mL

（得出結(jié)論）由上表所列數(shù)據(jù)可知，在實(shí)驗(yàn)室條件下，空氣難溶于水，二氧化碳的溶解性為1體積水最多能溶解_____體積的二氧化碳。

（反思質(zhì)疑）為了能更加直接的觀察到二氧化碳能溶于水，化學(xué)老師用數(shù)字實(shí)驗(yàn)測量了反應(yīng)前后容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，用燒瓶收集一瓶二氧化碳?xì)怏w并驗(yàn)滿，連接壓強(qiáng)傳感器和一只裝有20mL備用的蒸餾水的注射器，剛開始時(shí)測量到容器內(nèi)壓強(qiáng)為106.07KPa，迅速將注射器里的蒸餾水全部壓入燒瓶中，壓強(qiáng)開始緩慢減小，約10秒后振蕩燒瓶，觀察到壓強(qiáng)明顯減小，一段時(shí)間后壓強(qiáng)幾乎不變，最終燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)為106.51KPa．壓強(qiáng)變化曲線如圖3所示。

（1）BC段壓強(qiáng)上升的原因是：_____。

（2）D點(diǎn)壓強(qiáng)大于B點(diǎn)，說明反應(yīng)后壓強(qiáng)略大于反應(yīng)前容器內(nèi)的壓強(qiáng)，由此你的解釋是_____。

Answer 1

【答案】CO2+H2O＝H2CO3 氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，趕走蒸餾水中溶解的氣體，減小對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響 防止氣體進(jìn)入，影響實(shí)驗(yàn) 發(fā)生形變 讓氣體在水中充分溶解 0.7 將注射器里的蒸餾水全部壓入燒瓶中，造成燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)迅速增大 1體積水只能溶解0.7體積的二氧化碳，所以加入的水也占有一定的體積　。

【解析】

查閱資料：二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸；故填：CO2+H2O＝H2CO3；

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，將蒸餾水煮沸的目的是趕走蒸餾水中溶解的氣體，減小對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響。立刻蓋上瓶塞后再冷卻的原因是防止氣體進(jìn)入，影響實(shí)驗(yàn)。故填：氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，趕走蒸餾水中溶解的氣體，減小對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響；防止氣體進(jìn)入，影響實(shí)驗(yàn)。

（3）取兩瓶盛滿二氧化碳的塑料瓶，分別倒入250毫升水，立即蓋緊瓶蓋。將其中一瓶靜置，一瓶充分振蕩。觀察到，靜置的一瓶幾乎沒有發(fā)生形變，而振蕩后的塑料瓶發(fā)生形變。得出結(jié)論：振蕩，可以加快二氧化碳在水中的溶解。故填：發(fā)生形變。

（4）反復(fù)交替推動注射器活塞的作用是讓氣體充分溶解于水。故填：讓氣體在水中充分溶解。

【得出結(jié)論】

表中數(shù)據(jù)可知：10mL水中只能溶解（20mL﹣13mL）＝7mL二氧化碳，即二氧化碳的溶解性為1體積水最多能溶解0.7體積的二氧化碳。故填：0.7。

【反思質(zhì)疑】

（1）實(shí)驗(yàn)中迅速將注射器里的蒸餾水全部壓入燒瓶中，造成燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)迅速增大，即BC段壓強(qiáng)上升；故填：將注射器里的蒸餾水全部壓入燒瓶中，造成燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)迅速增大。

（2）因?yàn)?體積水只能溶解0.7體積的二氧化碳，所以加入的水也占有一定的體積，因此反應(yīng)后壓強(qiáng)略大于反應(yīng)前容器內(nèi)的壓強(qiáng)。故填：1體積水只能溶解0.7體積的二氧化碳，所以加入的水也占有一定的體積。