《2025年暑假Happy假日八年级化学人教版五四制》

21. 兴趣小组的同学对“$ CO_2 $ 溶于水的性质”产生了兴趣,进行了如下探究。
【初步探究】
实验①:如图1所示,取1瓶充满 $ CO_2 $ 且气密性良好的软塑料瓶,打开瓶盖,加入体积约为塑料瓶容积1/3的蒸馏水,旋紧瓶盖后充分振荡,观察现象。


实验②:如图2所示,取2支医用注射器分别抽取 $ 10mL CO_2 $ 和 $ 10mL $ 蒸馏水,用乳胶管连接,交替推动2支注射器的活塞,反复多次至体积不再减小为止。充分混合后,气、液总体积约为 $ 12mL $。
(1) 实验①中观察到软塑料瓶变瘪(填“瘪”或“胀”),说明 $ CO_2 $ 能溶于水。
(2) 实验②中气、液总体积减小的原因是气体(填“气体”或“液体”)体积减小,在实验室条件下,1体积水最多能溶解0.8体积的 $ CO_2 $。
(3) 实验①中充分振荡和实验②中反复交替推动注射器活塞的作用是增大接触面积，使$CO_2$充分溶解。
【深入探究】
小组同学利用如图3装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。

步骤1:某同学检验了如图装置的气密性,得到如图4图像,说明装置气密性良好。
步骤2:两瓶 $ 250mL $ 的烧瓶内收集满 $ CO_2 $ 气体,注射器内各装有 $ 85mL $ 的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图5所示。
(4) 步骤1中该同学进行气密性检查的操作是:打开活塞1和2,拉(填“推”或“拉”)注射器活塞一段距离后停止。
(5) 图5中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线Ⅱ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(6) 图5中,AB段压强上升的原因是液体迅速注入，气体压缩，压强瞬间增大。最终C点压强大于A点,由此你的解释是$CO_2$不能被水完全吸收（或$CO_2$能溶于水，不能全部反应等合理答案）。
(7) 如图是注入澄清石灰水后最终瓶中气体微观示意图(忽略水的挥发,两活塞关闭状态),则下列符合注入水后瓶中情况的是C。

答案： 【解析】：
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(1) 二氧化碳能溶于水，使瓶内气体减少，压强变小，所以软塑料瓶变瘪。
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(2) 二氧化碳能溶于水，所以气、液总体积减小的原因是气体体积减小；$10mL$二氧化碳和$10mL$蒸馏水混合后，气、液总体积约为$12mL$，则溶解的二氧化碳体积为$10 + 10 - 12 = 8mL$，所以$1$体积水最多能溶解$0.8$体积的$CO_2$（$8\div10 = 0.8$）。
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(3) 充分振荡和反复交替推动注射器活塞的作用是增大接触面积，使二氧化碳充分溶解。
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(4) 检查气密性时，拉注射器活塞一段距离后停止，若装置气密性良好，活塞会回到原来的位置，结合图$4$压强不变，说明是拉注射器活塞。
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(5) 澄清石灰水与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，消耗的二氧化碳更多，压强减小更明显，所以表示注入的是澄清石灰水的是曲线Ⅱ。
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(6) $AB$段压强上升的原因是液体迅速注入，气体压缩，压强瞬间增大；最终$C$点压强大于$A$点，是因为二氧化碳不能被水完全吸收（或二氧化碳能溶于水，不能全部反应等合理答案）。
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(7) 二氧化碳能溶于水，部分与水反应生成碳酸，不是全部反应，瓶中还有二氧化碳分子，也有碳酸分子，符合的是$C$。
【答案】：
(1) 瘪
(2) 气体；$0.8$
(3) 增大接触面积，使$CO_2$充分溶解
(4) 拉
(5) Ⅱ
(6) 液体迅速注入，气体压缩，压强瞬间增大；$CO_2$不能被水完全吸收（或$CO_2$能溶于水，不能全部反应等合理答案）
(7) $C$