Question

15．納米碳酸鈣有廣泛的應用前景．用下圖所示裝置，在濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂可制得納米級碳酸鈣．D中裝有蘸稀硫酸的脫脂棉，圖中夾持裝置已略去．
I．可選用的藥品有：a．石灰石  b．飽和氯化鈣溶液  c.6mol•L^-1鹽酸d．氯化銨  e．氫氧化鈣
（1）A中制備氣體時，所需藥品是（選填字母序號）ac，B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是除去二氧化碳中的氯化氫，E中發(fā)生反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）在實驗過程中，向C中通入氣體是有先后順序的，應先通入氣體的化學式為NH₃．
（3）寫出制納米級碳酸鈣的化學方程式CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl．
（4）試設計簡單的實驗方案，判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級將少量碳酸鈣加水充分攪拌，用一束可見光照射，觀察是否發(fā)生丁達爾現(xiàn)象，若有丁達爾現(xiàn)象則為納米級，若沒有丁達爾現(xiàn)象則不是納米級．
II．經分析在上述氯化銨樣品中含有雜質碳酸氫鈉．為了測定氯化銨的質量分數(shù)，設計如下實驗流程：

（5）所加試劑A的化學式為Ca（OH）₂或Ba（OH）₂，操作B為過濾．
（6）樣品中氯化銨的質量分數(shù)的表達式為$\frac{{W}_{1}-\frac{84}{100}{W}_{2}}{{W}_{1}}$×100%或$\frac{{W}_{1}-\frac{84}{197}{W}_{2}}{{W}_{1}}$×100%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)裝置特點可知A為石灰石與鹽酸反應制二氧化碳的發(fā)生裝置，E為氨氣的發(fā)生裝置；由A制得的二氧化碳中含有氯化氫氣體，裝置B目的是除掉揮發(fā)出來的氯化氫；實驗室制取氨氣采用氯化銨和氫氧化鈣加熱制的生成氯化鈣、氨氣和水；
（2）根據(jù)二氧化碳和氨氣的溶解性判斷先通入的氣體；
（3）由反應物和生成物根據(jù)元素守恒寫出反應方程式；
（4）將少量碳酸鈣加水充分攪拌，看是否有丁達爾效應；
Ⅱ．根據(jù)題目信息可知：碳酸氫鈉能與氫氧化鋇或氫氧化鈣反應生成沉淀，根據(jù)沉淀的質量求出碳酸氫鈉的質量，最后求出氯化銨的質量以及質量分數(shù)；
（5）A為氫氧化鋇或氫氧化鈣；不溶物和溶液分離用過濾的方法；
（6）根據(jù)沉淀的質量求出碳酸氫鈉的質量，最后求出氯化銨的質量以及質量分數(shù)．

解答 解：Ⅰ．（1）裝置A為碳酸鈣與鹽酸反應制二氧化碳，所需藥品是石灰石和6mol/L鹽酸，故選ac，飽和NaHCO₃溶液可除掉揮發(fā)出來的氯化氫，實驗室制取氨氣采用氯化銨和氫氧化鈣加熱制的生成氯化鈣、氨氣和水，方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：ac；除去二氧化碳中的氯化氫；2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）氨氣極易溶于水，便于后來二氧化碳的吸收，所以應先通入氨氣，
故答案為：NH₃；
（3）氨氣溶于水生成氨水，溶液呈堿性，二氧化碳是酸性氣體，能和堿反應生成碳酸銨，碳酸銨和氯化鈣發(fā)生復分解反應生成碳酸鈣和氯化銨：CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl，
故答案為：CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl；
（4）將少量碳酸鈣加水充分攪拌，看是否有丁達爾效應，若有丁達爾效應，則說明為納米級，
故答案為：將少量碳酸鈣加水充分攪拌，用一束可見光照射，觀察是否發(fā)生丁達爾現(xiàn)象，若有丁達爾現(xiàn)象則為納米級，若沒有丁達爾現(xiàn)象則不是納米級；
Ⅱ．根據(jù)題目信息可知：碳酸氫鈉能與氫氧化鋇或氫氧化鈣反應生成沉淀，根據(jù)沉淀的質量求出碳酸氫鈉的質量，最后求出氯化銨的質量以及質量分數(shù)；
（5）A為氫氧化鋇或氫氧化鈣，碳酸氫鈉能與氫氧化鋇或氫氧化鈣反應生成沉淀來；不溶物和溶液分離用過濾的方法，
故答案為：Ca（OH）₂或Ba（OH）₂；過濾；
（6）若試劑為Ca（OH）₂溶液，則：
   NaHCO₃～Ca（OH）₂ ～CaCO₃
    84                100
   $\frac{84}{100}$W₂              W₂
所以氯化銨的質量為：W₁-$\frac{84}{100}$W₂，氯化銨的質量分數(shù)為：$\frac{{W}_{1}-\frac{84}{100}{W}_{2}}{{W}_{1}}$×100%，
同理，若試劑為Ba（OH）₂溶液，氯化銨的質量分數(shù)為$\frac{{W}_{1}-\frac{84}{197}{W}_{2}}{{W}_{1}}$×100%，
故答案為：$\frac{{W}_{1}-\frac{84}{100}{W}_{2}}{{W}_{1}}$×100%或$\frac{{W}_{1}-\frac{84}{197}{W}_{2}}{{W}_{1}}$×100%．

點評 本題考查了氨氣的實驗室制法以及物質含量的測定，難度不大，掌握實驗的原理是解題的關鍵．