Question

【題目】探究二、研究二氧化碳的制取

(1)同學(xué)們按表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取等質(zhì)量的石灰石分別加入兩種不同的酸(雜質(zhì)不與酸反應(yīng))進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生二氧化碳體積隨時間變化曲線如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)編號	藥品
Ⅰ	塊狀大理石、10%稀硫酸溶液
Ⅱ	塊狀大理石、7%稀鹽酸溶液
Ⅲ	大理石粉末、7%稀鹽酸溶液

①圖中丙曲線對應(yīng)實(shí)驗(yàn)_____(選填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

②小組同學(xué)討論確定用圖中乙曲線對應(yīng)的藥品制備二氧化碳，反應(yīng)方程式為_____。

③不用圖1中甲曲線對應(yīng)的藥品，理由是_____。

(2)在實(shí)驗(yàn)室同學(xué)們選用圖2裝置制取比較純凈、干燥的CO2。

①B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____；

②C裝置中濃硫酸的作用是_____；

③請?jiān)?/span>D中簡要補(bǔ)畫出CO2的收集裝置圖。_____

(3)取12.5g石灰石于裝置A中，向其中加入100g足量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后(雜質(zhì)不參加反應(yīng))的質(zhì)量為108.1g，請計(jì)算：

①反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量為_____g；

②充分反應(yīng)后，A裝置內(nèi)的混合物中含有氯化鈣的質(zhì)量為_____g；

③該石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____。

(4)反應(yīng)后所得溶液中的溶質(zhì)成分是什么？

猜想一：CaCl2； 猜想二：CaCl2和HCl。

①可選擇下列物質(zhì)中的_____(填字母)進(jìn)行驗(yàn)證。

A 鎂條 B 銅片 C 酚酞試液 D 硫酸溶液 E 硝酸銀溶液 F 碳酸鈣粉末

②實(shí)驗(yàn)后確認(rèn)猜想二正確。取適量上述反應(yīng)后所得濾液，逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH傳感器連續(xù)監(jiān)測，得到如圖3曲線(縱坐標(biāo)為pH，橫坐標(biāo)為時間)：據(jù)圖分析，寫出BC段內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____；圖中CD段上升的原因是_____。

Answer 1

【答案】Ⅰ CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 產(chǎn)生氣體的速度過快，不便于收集 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 除去二氧化碳中混有的水蒸氣 4.4 11.1 80% AF Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ 碳酸鈉過量且碳酸鈉溶液顯堿性

【解析】

（1）①丙曲線表示產(chǎn)生的二氧化碳最少，這是實(shí)驗(yàn)Ⅰ，因?yàn)榇罄硎�中的碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣是一種微溶于水的物質(zhì)，會附著在大理石的表面而阻止反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，所以產(chǎn)生的二氧化碳最少；

②曲線乙代表的化學(xué)反應(yīng)生成的二氧化碳較多，且反應(yīng)的速率快慢適中，所以這是塊狀大理石與7%的稀鹽酸發(fā)生的反應(yīng)，化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；

③甲中反應(yīng)太劇烈，不利于收集二氧化碳，所以不用甲對應(yīng)的藥品；

（2）①制備的二氧化碳中混有少量的氯化氫氣體，氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑；該裝置可以除去二氧化碳中混有的氯化氫；

②濃硫酸具有吸水性，所以C裝置中濃硫酸可以除去二氧化碳中混有的水蒸氣；

③二氧化碳的密度比空氣大，能溶于水，所以應(yīng)該采用向上排空氣法來收集二氧化碳；如圖：；

（3）①由質(zhì)量守恒定律可知，生成二氧化碳的質(zhì)量為：12.5g+100g﹣108.1g＝4.4g；

②設(shè)生成4.4g二氧化碳的同時生成氯化鈣的質(zhì)量為x，需要碳酸鈣的質(zhì)量為y，則：

x＝11.1g，

y＝10g，

③該石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；

（4）①氯化鈣溶液呈中性，鹽酸顯酸性。鎂和碳酸鈣都能與鹽酸反應(yīng)生成氣體，氯化鈣和鹽酸均能與硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀，而其他物質(zhì)與鹽酸均不反應(yīng)，所以可用鎂條和碳酸鈣來檢驗(yàn)，故選AF；

②由圖象可知，BC段溶液的pH沒有改變，這是碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀的過程，反應(yīng)的化學(xué)方程式Na2CO3+CaCl2＝2NaCl+CaCO3↓；CD段上升且大于7的原因是碳酸鈉過量且碳酸鈉溶液顯堿性。