2.(2024·江苏镇江模拟)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】Ⅰ.不能用排水法收集;Ⅱ.能够用排水法收集。
【查阅资料】CO₂能与氢氧化钠溶液发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水性质相似)。
【实验设计与操作】步骤一:小组同学用图1所示装置进行CO₂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CO₂气体。

方法①:当气体发生装置开始产生CO₂气体15 s后,用排水法收集CO₂备用,并记录从收集到集满一瓶CO₂所需的时间t;
方法②:当气体发生装置开始产生CO₂气体15 s后,采取与方法①相同时间t,用向上排空气法收集一瓶CO₂备用;
方法③:当气体发生装置开始产生CO₂气体15 s后,用向上排空气法收集,将燃着的木条放在瓶口验满后,立即盖上玻璃片备用。
(1)当气体发生装置开始产生CO₂气体15 s后,再开始收集气体的原因是。
步骤二:将装有50 mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接,再插入已经收集好CO₂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】
(2)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。
(3)用燃着的木条验满CO₂的方法(填“可靠”或“不可靠”)。
(4)从收集的气体纯度考虑,方法(填“①”“②”或“③”)更好。
步骤三:小组同学进一步实验,比较两种收集气体的方法哪种更好。
(5)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,如表所示,结合图3和下表分析,请你对CO₂的两种收集方法做出评价:。

2.(1)排净装置内的空气 (2)Ⅱ (3)不可靠 (4)①
(5)排水法收集气体时间短,且排水法收集的气体纯度高
点拨:(1)实验前,装置内充满空气,当气体发生装置开始产生CO₂气体15 s后,再开始收集气体的原因是排净装置内的空气。(2)根据方法①和方法②压强变化情况,可以看出方法①压强下降得更多,说明二氧化碳被消耗的更多,所以方法①收集二氧化碳更多,因此可以用排水法收集,故猜想Ⅱ成立。(3)方法②和方法③都是向上排空气法收集二氧化碳,而压强下降更多的是方法②,说明利用燃着的木条验满后收集的气体中CO₂含量少,因此利用燃着的木条检验是否收集满是不可靠的。(4)压强降至最低的是方法①,所以用方法①收集气体纯度较高,从收集的气体纯度考虑,方法①更好。(5)根据实验数据可知,排水法收集气体时间短,且排水法收集的气体纯度高。