Question

15．某課外活動(dòng)小組的同學(xué)用如圖1裝置探究CO₂的實(shí)驗(yàn)室制法．

（1）甲同學(xué)用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO₂，應(yīng)該選用的發(fā)生裝置是B，收集裝置是C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）加熱固體碳酸氫鈉或固體碳酸氫銨都能產(chǎn)生CO₂，其方程式分別是：
NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑　　　　2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
乙同學(xué)利用加熱碳酸氫鈉的方法制取CO₂，應(yīng)該選用的發(fā)生裝置是A．他不選用碳酸氫銨制取CO₂的理由是碳酸氫銨加熱分解會(huì)生成二氧化碳和氨氣的混合氣體得到的二氧化碳不純．
（3）丙同學(xué)用石灰石（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)，也不溶于水）和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，在準(zhǔn)備將反應(yīng)后的廢液倒進(jìn)廢液缸時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)桌上有一瓶未知質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Na₂CO₃溶液，他決定利用該廢液，測(cè)定Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．他將廢液過濾，然后向廢液中慢慢滴加Na₂CO₃溶液，加入Na₂CO₃溶液的質(zhì)量與生成沉淀質(zhì)量的關(guān)系如圖2所示．在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)沉淀生成，說明濾液中的溶質(zhì)除含有CaCl₂外，還含有HCl；計(jì)算Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，二氧化碳密度空氣大，溶于水，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)加熱碳酸氫鈉固體生成氣體，類比實(shí)驗(yàn)室制氧氣的裝置，需要在大試管中加熱，試管口略向下傾斜；不用加熱碳酸氫銨制備，碳酸氫銨分解生成氨氣和二氧化碳分析原因；
（3）在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)沉淀生成，說明碳酸鈉并沒有和氯化鈣反應(yīng)，濾液中的溶質(zhì)除含有CaCl₂外，還含有鹽酸，由圖意，（25 g-5 g） Na₂CO₃溶液與氯化鈣溶液全部反應(yīng)，生成5 g碳酸鈣沉淀，要計(jì)算碳酸鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可根據(jù)生成沉淀的質(zhì)量為5g，求出碳酸鈉的質(zhì)量，而這些碳酸鈉是20g碳酸鈉溶液中的碳酸鈉的質(zhì)量，就不難求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)了．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，二氧化碳密度空氣大，溶于水，應(yīng)該選用的發(fā)生裝置是B，收集裝置是C，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進(jìn)，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）加熱碳酸氫鈉固體生成氣體，類比實(shí)驗(yàn)室制氧氣的裝置，需要在大試管中加熱，試管口略向下傾斜，選擇儀器為A；不用加熱碳酸氫銨制備，碳酸氫銨分解生成氨氣和二氧化碳，得到的二氧化碳?xì)怏w不純；
（3）在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)沉淀生成，說明碳酸鈉并沒有和氯化鈣反應(yīng)，濾液中的溶質(zhì)除含有CaCl₂外，還含有鹽酸，化學(xué)式為：HCl．
分析圖意，（25 g-5 g） Na₂CO₃溶液與氯化鈣溶液全部反應(yīng)，生成5 g碳酸鈣沉淀
設(shè)20gNa₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl   
106           100
x              5g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{5g}$
x═5.3g   
該Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{5.3g}{25g-5g}$×100%=26.5%   
答：Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5．
故答案為：（1）B，C，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）A，碳酸氫銨加熱分解會(huì)生成二氧化碳和氨氣的混合氣體得到的二氧化碳不純；
（3）HCl；
Na₂CO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．