Question

實驗室常用稀鹽酸和石灰石反應制取二氧化碳．
（1）該反應的化學方程式為________
（2）圖1表示加入藥品前的一個操作，其目的是________．
（3）寫出檢驗生成的氣體是二氧化碳的化學方程式：________．
（4）實驗室通常不選用稀硫酸和石灰石反應制取二氧化碳，因生成的微溶物硫酸鈣會阻礙反應的進一步進行．某小組經(jīng)研究，用圖2所示方法成功制得了大量CO₂（反應物為稀硫酸和石灰石）．
①使用圖中收集二氧化碳方法的原因________．
②該裝置燒瓶和鐵圈間墊有石棉網(wǎng)，作用是________．
③推測：在硫酸溶液中加入氯化銨并對溶液加熱，目的都是________．
④有同學考慮鹽酸和硫酸揮發(fā)性的差異，認為圖2方法相比用稀鹽酸和石灰石反應，改進的優(yōu)點是________．
（5）氯化鈣是多用途的干燥劑和建筑防凍劑．實驗室里用石灰石和鹽酸制備二氧化碳的含酸廢液（含有MgCl₂、FeCl₃等），通過以下途徑制得無水氯化鈣．

①操作 I的名稱為________．濾渣的化學成分有________．
②用化學方程式表示石灰乳的作用（寫一個）________．

Answer 1

解：（1）二氧化碳的實驗室制法的反應原理CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）為防止氣體不純或無法收集，實驗前先檢查裝置的氣密性；
（3）根據(jù)二氧化碳的檢驗方法，將生成的氣體通入澄清石灰水，觀察是否有變渾濁的現(xiàn)象，化學方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣大，所以用向上排空氣法收集；②燒瓶和鐵圈間墊有石棉網(wǎng)，作用使燒瓶受熱均勻，防止炸裂；③實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成，因此改用稀硫酸與石灰石反應，但是反應中產(chǎn)生的硫酸鈣微溶于水，因此本實驗的改進中又加入了氯化銨和加熱的目的應當是朝著有利于實驗進行的方向發(fā)展的，可以推測目的是增大硫酸鈣在溶液中的溶解度；④實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成；
（5）①混合物中顆粒的大小判斷操作I是過濾；含酸廢液中含有酸、氯化鎂、氯化鐵等物質(zhì)，加入石灰乳的目的是除去它們，反應的化學方程式為：2 FeCl₃+3Ca（OH）₂=2Fe（OH）₃↓+3CaCl₂，MgCl₂+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂，Mg（OH）₂、Fe（OH）₃都難溶于水，所以濾渣的化學成分有Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；
②石灰乳參加的反應有：OH^-+H═H₂O，
2 FeCl₃+3Ca（OH）₂=2Fe（OH）₃↓+3CaCl₂，
MgCl₂+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂，
所以石灰乳的作用是：中和廢液中的酸；使廢液中的鎂、鐵充分沉淀．
故答案為：
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）為防止氣體不純或無法收集；
（3）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣大；②使燒瓶受熱均勻，防止炸裂；③增大硫酸鈣在溶液中的溶解度；④原方法中的鹽酸具有揮發(fā)性，隨二氧化碳溢出，干擾部分性質(zhì)實驗的完成；
（5）①過濾；Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；②中和廢液中的酸．
分析：（1）根據(jù)二氧化碳的實驗室制法的反應原理CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O進行解答；
（2）根據(jù)注意事項，如檢查裝置的氣密性等進行解答；
（3）二氧化碳的檢驗方法，將生成的氣體通入澄清石灰水，觀察是否有變渾濁的現(xiàn)象進行解答；
（4）①根據(jù)二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣大進行解答；②根據(jù)燒瓶和鐵圈間墊有石棉網(wǎng)，作用使燒瓶受熱均勻進行解答；③實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成，因此改用稀硫酸與石灰石反應，但是反應中產(chǎn)生的硫酸鈣微溶于水，因此本實驗的改進中又加入了氯化銨和加熱的目的應當是朝著有利于實驗進行的方向發(fā)展的，可以推測目的是增大硫酸鈣在溶液中的溶解度；④實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成；
（5）①根據(jù)混合物中顆粒的大小判斷操作I的名稱；根據(jù)反應方程式確定濾渣的成分；②根據(jù)石灰乳發(fā)生的反應判斷其作用；
點評：綜合實驗題都設(shè)法推陳出新，重視考查創(chuàng)新意識和實踐能力，重視考查解決問題的思維過程．對于實驗設(shè)計評價的題型要注意是否具有科學性、安全性、可行性、環(huán)保性．另外解題過程中始終抓住問題的實質(zhì)，以不變應萬變．