Question

10．某化學興趣小組對“制鎂企業不能使用CO₂作為消防器材”的問題進行探討，請你參與他們的活動．
（1）二氧化碳的制備，用如圖所示實驗裝置制備CO₂，寫出儀器M的名稱錐形瓶；若將長頸漏斗換為分液漏斗，其優點是能夠控制反應速率．該反應選用CaCO₃與稀鹽酸制取CO₂，請寫出反應的化學方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）為了探究鎂與二氧化碳的反應，興趣小組同學將點燃的鎂條插入盛滿CO₂的集氣瓶內，鎂條繼續劇烈燃燒，生成白色固體并有黑色物質附著于瓶內壁．同學們對鎂與CO₂反應的產物繼續進行探究．
【提出猜想】猜想Ⅰ：產物是MgO和C；猜想Ⅱ：產物是MgO、MgC₂和C．
【查閱資料】MgO+H₂O=Mg（OH）₂，Mg（OH）₂在熱水中溶解度增大；MgC₂+2H₂O═Mg（OH）₂+C₂H₂↑
【實驗與分析】為探究白色固體的成分，興趣小組同學進行了如下實驗：
①取少量反應后的固體混合物放入試管，加入足量熱水，無氣體放出，說明猜想Ⅱ不正確；
②為了驗證另一猜想中自色固體成分，請設計一個簡單實驗．
實驗操作取少量反應后的白色固體放入試管，加入足量熱水，再加入硫酸銅溶液；
實驗現象白色固體溶解，產生藍色沉淀．
若該猜想正確，此時Mg與CO₂反應的類型屬于置換反應．
（3）計算：該小組同學用50g稀鹽酸與石灰石制取二氧化碳氣體，恰好完全反應后，得到溶質質量分數為20%的溶液55.5g，則該稀鹽酸中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

分析 （1）分液漏斗能夠控制液體藥品的流量，從而可以控制反應速率；
（2）根據實驗現象可以判斷實驗結論，根據實驗結論可以判斷實驗現象；
鎂和二氧化碳反應生成氧化鎂和碳；
碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，根據反應的化學方程式和提供的數據可以進行各方面的計算和判斷．

解答 解：（1）儀器M的名稱是錐形瓶；
若將長頸漏斗換為分液漏斗，其優點是能夠控制反應速率；
該反應選用CaCO₃與稀鹽酸制取CO₂，反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：錐形瓶；能夠控制反應速率；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）①取少量反應后的固體混合物放入試管，加入足量熱水，無氣體放出，說明猜想Ⅱ不正確．
故填：Ⅱ．
②為了驗證另一猜想中自色固體成分，實驗方案如下所示：
實驗操作：取少量反應后的白色固體放入試管，加入足量熱水，再加入硫酸銅溶液；
實驗現象：白色固體溶解，產生藍色沉淀；
若該猜想正確，此時Mg與CO₂反應生成氧化鎂和碳，屬于置換反應．
故填：取少量反應后的白色固體放入試管，加入足量熱水，再加入硫酸銅溶液；白色固體溶解，產生藍色沉淀；置換反應．
（3）設50g稀鹽酸中氯化氫質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
       73    111
       x   55.5g×20%
$\frac{73}{x}$=$\frac{111}{55.5g×20%}$，
x=7.3g，
該稀鹽酸中溶質的質量分數是$\frac{7.3g}{50g}$×100%=14.6%，
答：稀鹽酸中溶質的質量分數是14.6%．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．