在探究二氧化碳性质的实验课上，同学们把一瓶CO2气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中．针对课堂中出

Question

在探究二氧化碳性质的实验课上，同学们把一瓶CO₂气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中．针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究．
【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO₂”，水槽中的水足够把
集气瓶中的CO₂气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？
【作出猜想】1、排空气法收集到的CO₂气体可能不纯．
2、___．
3、…
【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO₂，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数，数据见表1．（已知：CO₂在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小）

表1     24小时内CO₂溶解情况

气体样本	1	2	3	4
收集方法	向上排空气法	向上排空气法	排水法	排水法
2小时	13.7%	15.0%	15.3%	15.1%
24小时	35.7%	56.3%	94.2%	93.6%

实验室制CO₂的化学反应方程式为___．
【得出结论】
课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是___．
【实验反思】
该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO₂的纯度及CO₂收集方法的思考．
（1）向上排空气法收集CO₂的纯度．
小组同学用容积为 150mL 的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO₂排出这些水．用此法收集到占空气体积分数不同的CO₂气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭．试验不同浓度的CO₂使燃着的木条熄灭的情况，实验结果见表 2．
表2  占空气体积分数不同的CO₂使燃着的木条熄灭情况

	实验1	实验2	实验3	实验4
集气瓶中预留水的体积	60mL	45mL	42mL	39mL
CO2的体积分数	40%	30%	X	26%
燃着的木条状况	灭	灭	灭	不灭

上表中X的值为___．
（2）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3所示．
表3 排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照

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

①每次收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，其原因是___．
②综合上述实验，请你对CO₂的两种收集方法做出评价：___．

Answer 1

【作出猜想】根据探究过程可以看出，要探究在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数所以可以推知猜想，故猜想2：CO₂溶于水需要时间较长；
【进行实验】实验室用碳酸钙和稀盐酸制二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂ +CO₂↑+H₂O；
【得出结论】从实验数据可以看出，时间越长溶解越充分，时间越短溶解越少，收集的气体不纯，所以没有观察到预期实验现象；
【实验反思】从实验数据可以看出，42mL/150mL×100%=28%；收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，目的是排出装置内的空气，防止气体不纯；从实验数据可以看出排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短；
故答案为：【作出猜想】CO₂溶于水需要时间较长；
【进行实验】CaCO₃+2HCl═CaCl₂ +CO₂↑+H₂O；
【得出结论】时间短，排空气法收集的气体不纯；
【实验反思】（ 1）28%；
           （2）①排出装置内的空气；
                ②排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短．