Question

1．如圖A～F是實(shí)驗(yàn)室制備某些常見氣體的裝置示意圖．

（1）實(shí)驗(yàn)室制備CO₂的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑可用的發(fā)生裝置有：BCDEF（選填上圖字母序號）．
（2）裝置E或F相對于裝置C在操作方面的優(yōu)勢為：可以使反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生隨時(shí)停止．
（3）排水法收集與排空氣法收集CO₂的比較（分別用體積相同的2個(gè)集氣瓶收集）

比較項(xiàng)目	排水法	向上排空氣法
收集方法可行性分析	CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠(yuǎn)大于其溶解和與水反應(yīng)的速率．	CO2密度比空氣大，且不與空氣發(fā)生反應(yīng)．
收集過程分析	集滿現(xiàn)象：集氣瓶口有氣泡冒出．	“驗(yàn)滿”分析：因氣體無色，故集滿與否較難確定．即便用燃著木條移近容器口火焰熄滅，也難以證明空氣完全排盡．
向收集到的CO2的集氣瓶內(nèi)倒入等體積適量澄清石灰水，并振蕩	先渾濁后變澄清所需時(shí)間較短．	先渾濁后變澄清所需時(shí)間較長．
由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論	①二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集；②用排水法收集到的二氧化碳比較純凈．

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，向盛有石灰石的試管中加入足量稀鹽酸后，發(fā)現(xiàn)石灰石表面僅有極少量氣泡產(chǎn)生，可能的原因是石灰石中碳酸鈣的含量過低或稀鹽酸的濃度過低（寫一種）．
（5）若實(shí)驗(yàn)室需制備2.2L CO₂，則理論上需純度為80%的石灰石的質(zhì)量是多少？（假設(shè)該狀態(tài)下CO₂的密度為2g．L^-1）．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室通常用稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)制取二氧化碳，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，寫出反應(yīng)的方程式；根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置；
（2）根據(jù)裝置E或F和C裝置制取氣體的過程考慮優(yōu)點(diǎn)；
（3）根據(jù)選擇氣體收集方法的依據(jù)和收集氣體時(shí)的操作注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)反應(yīng)物的角度分析產(chǎn)生二氧化碳少的原因；
（6）可首先二氧化碳的體積換算成質(zhì)量，利用化學(xué)方程式，列出比例式進(jìn)行求解碳酸鈣的質(zhì)量，然后利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出石灰石的質(zhì)量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室通常用稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)制取二氧化碳，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
發(fā)生裝置屬于固液常溫型，所以可以選擇簡易裝置B及改進(jìn)的裝置CDF和啟普發(fā)生器E；
（2）裝置E或F可以通過控制活塞的開關(guān)從而控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，相對于裝置C在操作方面的優(yōu)勢為：可以使反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生隨時(shí)停止；
（3）能用向上排空氣法收集的氣體必須滿足密度比空氣大，不與空氣發(fā)生反應(yīng)等條件；用排水法收集氣體時(shí)，當(dāng)看到集氣瓶口有氣泡冒出，說明集氣瓶中的水已排完，氣體已收集滿；通過實(shí)驗(yàn)分析可知，二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集，用排水法收集二氧化碳時(shí)能看到什么時(shí)候收集滿，而用向上排空氣法則不能，因而用排水法收集到的二氧化碳比較純凈；

比較項(xiàng)目	排水法	向上排空氣法
收集方法可行性分析	CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠(yuǎn)大于其溶解和與水反應(yīng)的速率．	CO2密度比空氣大，且不與空氣發(fā)生反應(yīng)．
收集過程分析	集滿現(xiàn)象：集氣瓶口有氣泡冒出．	“驗(yàn)滿”分析：因氣體無色，故集滿與否較難確定．即便用燃著木條移近容器口火焰熄滅，也難以證明空氣完全排盡．
向收集到的CO2的集氣瓶內(nèi)倒入等體積適量澄清石灰水，并振蕩	先渾濁后變澄清所需時(shí)間較短．	先渾濁后變澄清所需時(shí)間較長．
由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論	①二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集；②用排水法收集到的二氧化碳比較純凈．

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，向盛有石灰石的試管中加入足量稀鹽酸后，發(fā)現(xiàn)石灰石表面僅有極少量氣泡產(chǎn)生，原因可能是石灰石中碳酸鈣的含量過低或稀鹽酸的濃度過低；
（5）解：設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x
m（CO₂）=2克/L×2.2L=4.4克  
CaC0₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂0
100               44
x                 4.4g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g
石灰石的質(zhì)量為$\frac{10g}{80%}$=12.5g
答：理論上需純度為80%的石灰石12.5g．
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，BCDEF；
（2）可以使反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生隨時(shí)停止；
（3）

比較項(xiàng)目	排水法	向上排空氣法
		不與空氣發(fā)生反應(yīng)．
	集氣瓶口有氣泡冒出．
	①二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集；②用排水法收集到的二氧化碳比較純凈．

（4）石灰石的純度不高或稀鹽酸的濃度很��；
（5）12.5g．

點(diǎn)評 本題綜合考查了實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置特點(diǎn)和根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行的計(jì)算，要根據(jù)已有知識進(jìn)行靈活運(yùn)用，只有這樣才能完整準(zhǔn)確的完成題目