Question

某化學興趣小組的同學設(shè)計了如下實驗來驗證二氧化碳氣體的相關(guān)性質(zhì)，實驗步驟如下：
Ⅰ．取一個三通管（三個管口都未密封，與空氣相通），在三通管的上部和下部各放一張濕潤的藍色石蕊試紙．然后將它與二氧化碳的發(fā)生裝置連接．（如圖1，整套裝置的氣密性良好）
Ⅱ．打開分液漏斗的活塞，使石灰石與稀鹽酸接觸，觀察到相關(guān)現(xiàn)象后，停止實驗．
Ⅲ．取下圖1中的三通管，把貼有試紙B的那端放在酒精燈火焰上加熱（如圖2），觀察實驗現(xiàn)象．
注：整個實驗中不考慮反應(yīng)過程中水分和HCl氣體的揮發(fā)，且圖1中產(chǎn)生的氣流較緩慢．
根據(jù)上述實驗，回答下列問題：
（1）實驗Ⅱ步驟中三通管內(nèi)產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是______；由此說明二氧化碳氣體具有______、______的性質(zhì)．
（2）實驗Ⅲ步驟中一定發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是______；
（3）若不改變圖1的實驗裝置，還要驗證二氧化碳氣體具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質(zhì)，需要補充的實驗是______．
（4）取12g石灰石樣品放入盛有105.4g稀鹽酸溶液的燒杯中，恰好完全反應(yīng)．有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表：（假設(shè)石灰石樣品中雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng)也不溶于水，且不考慮反應(yīng)過程中水分和HCl氣體的揮發(fā)）

	反應(yīng)前		反應(yīng)后
實驗 數(shù)據(jù)	燒杯和稀鹽酸的質(zhì)量	石灰石樣品的質(zhì)量	燒杯和其中混合物的質(zhì)量
	150g	12g	157.6g

①反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量為______g．
②該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為______（結(jié)果精確到0.1%）．
③反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？（請寫出計算過程）

Answer 1

解：（1）根據(jù)二氧化碳的密度和與水反應(yīng)生成碳酸的性質(zhì)可推知實驗現(xiàn)象是濕潤的藍色石蕊試紙B變紅色；由此說明二氧化碳氣體具有 密度比空氣大、能與水反應(yīng)生成碳酸的性質(zhì)．
故答案為：濕潤的藍色石蕊試紙B變紅色；密度比空氣大；能與水反應(yīng)生成碳酸（或酸性物質(zhì)）；
（2）碳酸受熱易分解，化學反應(yīng)方程式是 H₂CO₃H₂O+CO₂↑；
故答案為：H₂CO₃H₂O+CO₂↑
（3）要驗證二氧化碳氣體具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質(zhì)，需要補充的實驗是 取一根燃著的小木條放在b導管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅．
故答案為：取一根燃著的小木條放在b導管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅．
（4）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量=150g+12g-157.6g=4.4g
故答案為：4.4；
②設(shè)恰好完全反應(yīng)時參加反應(yīng)碳酸的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 4.4g

x=10g
該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=≈83.3%
故答案為：83.3%；
③解：設(shè)反應(yīng)生成氯化鈣的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
111 44
y 4.4g
=
y=11.1g
反應(yīng)后所得溶液的總質(zhì)量是10g+105.4g-4.4g=111g
反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為（）╳100%=10%
答：反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%．
分析：（1）藍色石蕊試紙遇酸變紅，根據(jù)b端試紙變紅現(xiàn)象來推斷二氧化碳的性質(zhì)；
（2）根據(jù)反應(yīng)規(guī)律和書寫原則完成化學方程式；
（3）驗證二氧化碳不燃燒不支持燃燒的性質(zhì)，可以通過燃著的木條熄滅來證明．
（4）石灰石中的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)放出氣體二氧化碳，恰好完全反應(yīng)后所剩余物質(zhì)的質(zhì)量小于反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量和，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，質(zhì)量的差即為反應(yīng)所放出二氧化碳的質(zhì)量；
根據(jù)反應(yīng)的化學方程式，利用生成二氧化碳的質(zhì)量，計算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量；碳酸鈣的質(zhì)量與樣品質(zhì)量比即樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
恰好完全反應(yīng)后所得溶液為氯化鈣溶液，其溶液的質(zhì)量分數(shù)=；氯化鈣的質(zhì)量可由恰好完全反應(yīng)時生成二氧化碳的質(zhì)量求得，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量可利用質(zhì)量守恒而求得．
點評：本題通過設(shè)計實驗考查了二氧化碳的重要性質(zhì)，實驗較新穎，同學們要透過現(xiàn)象看到本質(zhì)，此題難度中等．關(guān)于計算則是利用質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量+所加稀鹽酸的質(zhì)量-生成氣體二氧化碳的質(zhì)量的關(guān)系進行的求解．