Question

20．甲同學(xué)在2015年的化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核中抽到了“制取二氧化碳并驗(yàn)證其能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生了以下問題，請你幫助該同學(xué)解決．
（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，在制取二氧化碳前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，加入藥品時(shí)先加入石灰石（填藥品名稱）．
（2）甲同學(xué)在一只大燒杯中倒入約150mL的氫氧化鈉溶液，將一只收集有二氧化碳的試管先倒置，再拔去塞子，然后慢慢扣入氫氧化鈉溶液中，發(fā)現(xiàn)液面幾乎不上升，他認(rèn)為該現(xiàn)象說明2者不反應(yīng)，監(jiān)考老師指出他這么做是不能得出該結(jié)論的，請問為什么？二氧化碳的密度比空氣大，收集有二氧化碳的試管倒置后，再拔去塞子，然后慢慢扣入氫氧化鈉溶液中過程中，試管內(nèi)的二氧化碳沉入到空氣中去了．
（3）甲同學(xué)再次實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師提醒他要再準(zhǔn)備一只燒杯，其中加入水，然后也要倒扣一只收集有二氧化碳的試管，請你解釋原因：二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸，若觀察到倒扣在水中的試管內(nèi)液面上升明顯，則可以說明兩者能發(fā)生反應(yīng)．
（4）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種實(shí)驗(yàn)方案：在收集有二氧化碳的試管中加入一定量的氫氧化鈉溶液，振蕩，再加入稀鹽酸，如果觀察到有氣泡則說明兩者發(fā)生反應(yīng)．在實(shí)驗(yàn)過程中，乙同學(xué)向振蕩后的試管中滴加稀鹽酸，沒有看到氣泡，可能的原因是加入的稀鹽酸過少，碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成了碳酸氫鈉和氯化鈉．
（5）假設(shè)乙同學(xué)收集到的二氧化碳為44mL，二氧化碳在此情況下的密度為2g/L，乙同學(xué)加入5g稀鹽酸時(shí)恰好完全反應(yīng)，則所加鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理和藥品的加入方法分析回答；
（2）根據(jù)二氧化碳的密度比空氣大分析回答；
（3）根據(jù)二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸分析回答；
（4）根據(jù)二氧化碳的體積和密度可求出二氧化碳的質(zhì)量，由二氧化碳的質(zhì)量可求出稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式計(jì)算出鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室常用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)的方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，在制取二氧化碳前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，加入藥品時(shí)先加入固體藥品石灰石．
（2）甲同學(xué)在一只大燒杯中倒入約150mL的氫氧化鈉溶液，將一只收集有二氧化碳的試管先倒置，再拔去塞子，然后慢慢扣入氫氧化鈉溶液中，發(fā)現(xiàn)液面幾乎不上升，原因是：二氧化碳的密度比空氣大，收集有二氧化碳的試管倒置后，再拔去塞子，然后慢慢扣入氫氧化鈉溶液中過程中，試管內(nèi)的二氧化碳沉入到空氣中去了．
（3）甲同學(xué)再次實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師提醒他要再準(zhǔn)備一只燒杯，其中加入水，然后也要倒扣一只收集有二氧化碳的試管，請你解釋原因：二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸，若觀察到倒扣在水中的試管內(nèi)液面上升明顯，則可以說明兩者能發(fā)生反應(yīng)．
（4）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種實(shí)驗(yàn)方案：在收集有二氧化碳的試管中加入一定量的氫氧化鈉溶液，振蕩，再加入稀鹽酸，如果觀察到有氣泡則說明兩者發(fā)生反應(yīng)．在實(shí)驗(yàn)過程中，乙同學(xué)向振蕩后的試管中滴加稀鹽酸，沒有看到氣泡，可能的原因是加入的稀鹽酸過少，碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成了碳酸氫鈉和氯化鈉．
（5）二氧化碳的質(zhì)量為：0.044L×2g/L=0.088g
設(shè)所加稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
             73                        44
             x                         0.088g
$\frac{73}{44}=\frac{x}{0.88g}$    解得：x=0.146g
所加鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.146g}{5g}×100%$=2.92%．
故答為：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，檢查裝置的氣密性，石灰石．
（2）二氧化碳的密度比空氣大，收集有二氧化碳的試管倒置后，再拔去塞子，然后慢慢扣入氫氧化鈉溶液中過程中，試管內(nèi)的二氧化碳沉入到空氣中去了．
（3）二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸，水．
（4）加入的稀鹽酸過少，碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成了碳酸氫鈉和氯化鈉．
（5）所加鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.92%．

點(diǎn)評 本題主要考查了二氧化碳的實(shí)驗(yàn)制取的方法、二氧化碳的性質(zhì)和根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算，涉及的知識點(diǎn)較多，但難度不大，加強(qiáng)有關(guān)二氧化碳知識的學(xué)習(xí)即可分析分析解答．