Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下實驗來驗證二氧化碳?xì)怏w的相關(guān)性質(zhì)，實驗步驟如下：

Ⅰ.取一個三通管（三個管口都未密封，與空氣相通），在三通管的上部和下部各放一張濕潤的藍(lán)色石蕊試紙（濕潤的藍(lán)色石蕊試紙遇到酸性物質(zhì)會變紅）。然后將它與二氧化碳的發(fā)生裝置連接。（如圖1，整套裝置的氣密性良好）

Ⅱ.打開分液漏斗的活塞，使石灰石與稀鹽酸接觸，觀察到相關(guān)現(xiàn)象后，停止實驗。

Ⅲ.取下圖1中的三通管，把貼有試紙B的那端放在酒精燈火焰上加熱（如圖2），

觀察實驗現(xiàn)象。

注：整個實驗中不考慮反應(yīng)過程中水分和HCl氣體的揮發(fā)，且圖1中產(chǎn)生的氣流較緩慢

根據(jù)上述實驗，回答下列問題：

（1）實驗Ⅱ步驟中三通管內(nèi)產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是 __；由此說明二氧化碳?xì)怏w具有      、      的性質(zhì)。

（2）實驗Ⅲ步驟中一定發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是                             __；

（3）若不改變圖1的實驗裝置，還要驗證二氧化碳?xì)怏w具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質(zhì)，需要補充的實驗是                    __。

（4）取12g石灰石樣品放入盛有105.4g稀鹽酸溶液的燒杯中，恰好完全反應(yīng)。有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表：（假設(shè)石灰石樣品中雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng)也不溶于水，且不考慮反應(yīng)過程中水分和HCl氣體的揮發(fā)）

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
實驗 數(shù)據(jù)	燒杯和稀鹽酸的質(zhì)量	石灰石樣品的質(zhì)量	燒杯和其中混合物的質(zhì)量
150 g	12 g	157.6 g

反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量為     __g。

②該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為     __（結(jié)果精確到0.1%）。

 

Answer 1

【答案】

（1）b處濕潤的藍(lán)色濕潤試紙變紅；二氧化碳密度大于空氣，二氧化碳能與水反應(yīng)

（2）H₂CO₃H₂O+CO₂↑

（3）b處放一根燃著的木條

（4）①4.4g  ②83.3%  

【解析】

試題分析：（1）由于二氧化碳的密度比空氣大，故會從b導(dǎo)出，又二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸，而藍(lán)色石蕊試紙遇酸變紅，故可推知實驗現(xiàn)象是濕潤的藍(lán)色石蕊試紙B變紅色；由此說明二氧化碳?xì)怏w具有密度比空氣大、能與水反應(yīng)生成碳酸的性質(zhì)。

（2）由于碳酸不穩(wěn)定，受熱易分解生成二氧化碳和水，故反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為H₂CO₃H₂O+CO₂↑。

（3）由于二氧化碳?xì)怏w不可燃、也不能支持燃燒，且二氧化碳的密度比空氣大，故可取一根燃著的小木條放在b導(dǎo)管口，可觀察到小木條熄滅。

（4）①石灰石中的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)放出氣體二氧化碳，恰好完全反應(yīng)后所剩余物質(zhì)的質(zhì)量小于反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量和，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，質(zhì)量的差即為反應(yīng)所放出二氧化碳的質(zhì)量，故反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量=150g+12g-157.6g=4.4g；

②根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用生成的二氧化碳的質(zhì)量，可計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，再由碳酸鈣的質(zhì)量與樣品質(zhì)量比即可求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

設(shè)恰好完全反應(yīng)時參加反應(yīng)碳酸的質(zhì)量為x

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

100                 44

x                   4.4g

100：x=44：4.4g

解得x=10g

則該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%≈83.3%

答：該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.3%。

考點：常見氣體的檢驗與除雜方法，有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計算，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

點評：本題是一道綜合實驗、計算題，是課本實驗的有效延伸，要求學(xué)生要具備扎實的基礎(chǔ)知識和基本實驗技能；關(guān)于方程式的計算，解題的關(guān)鍵是要會利用質(zhì)量守恒定律，由反應(yīng)前后質(zhì)量的變化計算出反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量，然后再根據(jù)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并依據(jù)已知量對未知的應(yīng)求量進(jìn)行求解計算即可，注意解題要規(guī)范。