Question

2．學校化學研究性學習小組的同學為探究炭在氧氣中不完全燃燒的產物既有CO又有CO₂，設計如圖所示流程進行實驗，根據所學知識回答相關問題．

（1）按上面連接好裝置，在裝入藥品之前，必須進行的操作是檢查裝置的氣密性；
（2）A裝置中澄清石灰水的作用是證明原混合氣體中是否有二氧化碳；
（3）實驗開始時，必須先通入混合氣體一段時間再點燃酒精噴燈加熱，目的是排凈試管中的空氣以防止爆炸事故；
（4）從環保角度分析，該流程設計中的一處明顯不足是沒有尾氣處理（吸收）裝置．
（5）化學與生活有著密切的聯系．某同學觀察到長時間使用的熱水壺底部有一層水垢，查閱資料發現其主要成分是CaCO₃．想通過實驗測定水垢中CaCO₃的含量為多少．他取200g水垢，加入過量的稀鹽酸，同時測量5分鐘（min）內生成CO₂質量，測量數據如下表：

時間/min	1	2	3	4	5
生成CO2的質量/g	30	50	60	66	66

①4min后，水垢中的CaCO₃是（是、否）反應完全？
②計算該水垢中CaCO₃的質量分數．

Answer 1

分析 （1）為確保實驗能夠順利進行，制取氣體的裝置要檢查氣密性；
（2）石灰水具有遇二氧化碳變渾濁的特性；
（3）根據一氧化碳的性質和實驗原則及要求進行解答；
（4）根據都有一氧化碳，要進行尾氣處理考慮；
（5）根據是否繼續產生二氧化碳對表中數據進行對比分析，可以確定碳酸鈣完全反應時的時間．
由生成二氧化碳的質量根據碳酸鈣與稀鹽酸反應的化學方程式可以計算出水垢中碳酸鈣的質量分數．

解答 解：（1）裝置連接好之后，裝藥品之前必須檢查裝置的氣密性；故填：檢查裝置的氣密性；
（2）石灰水具有遇二氧化碳變渾濁的特性，A裝置中澄清石灰水的作用：證明原混合氣體中是否有二氧化碳；
故填：證明原混合氣體中是否有二氧化碳；
（3）一氧化碳具有可燃性，所以加熱四氧化三鐵之前需先通一氧化碳，目的是排凈試管中的空氣以防止爆炸事故．
故填：排凈試管中的空氣以防止爆炸事故；
（4）因為一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，要對尾氣進行點燃處理．
故填：沒有尾氣處理（吸收）裝置；
（5）（1）從測量數據表中看出，4分鐘以后，CaCO₃已經反應完全，最后只能產生CO₂氣體66g
（2）解：設該水垢中CaCO₃的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                     66g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{66g}$
x=150g
水垢中CaCO₃的質量分數$\frac{150g}{200g}$×100%=75%
答案：①是；②水垢中CaCO₃的質量分數75%．

點評 了解CO具有還原性、CO₂的使石灰水變渾濁的性質；同時還要了解氫氧化鈉溶液可吸收二氧化碳氣體．這些都是基礎知識，需要同學們了解課本知識．