Question

下列三套裝置（見如圖）都可用于實驗室制取CO₂．
（1）寫出實驗室制取CO₂的化學(xué)方程式

 

；
（2）儀器A的名稱是

 

；
（3）利用圖2裝置制取CO₂時，長頸漏斗的下端管口必須浸沒在溶液中，理由是

 

；
（4）圖1和圖3裝置相比，利用圖1裝置來制取CO₂時，主要不足是

 

（寫出一點即可）；
（5）化學(xué)興趣小組為了測定石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，取一定質(zhì)量的石灰石樣品，將20g稀鹽酸分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶于水），充分反應(yīng)后經(jīng)過過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下表：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質(zhì)量
第一次加入5g	1.5g
第二次加入5g	1.0g
第三次加入5g	0.5g
第四次加入5g	0.3g

①石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為

 

；
②原稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為多少？（寫出計算過程）

Answer 1

考點：二氧化碳的實驗室制法,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化,綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）熟記實驗室中制取二氧化碳的原理；（2）熟記常見儀器名稱；（3）明確實驗室制取二氧化碳的注意事項；（4）根據(jù)裝置的區(qū)別來分析；（5）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應(yīng)，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質(zhì)量關(guān)系進行分析解答．

解答：解：（1）在實驗室中通常用大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）儀器A是圓底燒瓶；故填：圓底燒瓶；
（3）長頸漏斗的末端一定要伸入液面以下，為防止生成的二氧化碳氣體從長頸漏斗逸出；故填：防止二氧化碳從長頸漏斗處逸出；
（4）比較兩圖可見，圖3加用了分液漏斗，能控制滴加液體藥品的速率，控制反應(yīng)的進行；故填：不能隨意控制反應(yīng)的速率；
（5）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質(zhì)量減少=（1.5-1.0）g=0.5g，因此石灰石樣品的質(zhì)量=第一次加入稀鹽酸后剩余固體的質(zhì)量+第一次加入稀鹽酸反應(yīng)掉的質(zhì)量=1.5g+0.5g=2.0g，第四次加入稀鹽酸后，固體減少的質(zhì)量=0.5g-0.3g=0.2g，小于0.5g，即此時碳酸鈣已完全反應(yīng)；剩余的0.3g就是石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量，那么石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：

2.0g-0.3g

2.0g

×100%=85%．
設(shè)與0.5g碳酸鈣反應(yīng)需要HCl的質(zhì)量為x，則
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100    73
0.5g   x

100

0.5g

=

73

x

x=0.365g
0.5g碳酸鈣與5g稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，則該鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

0.365g

5g

×100%=7.3%
答：原稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為7.3%．故答案為：7.3%．

點評：根據(jù)圖表中剩余固體的質(zhì)量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質(zhì)量即樣品中被反應(yīng)掉碳酸鈣的質(zhì)量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應(yīng)，此為本題的突破口．