Question

納米碳酸鈣廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、化學建材、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑等行業。在濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級碳酸鈣。某校學生實驗小組設計下圖所示裝置，制取該產品。D中裝有蘸稀硫酸的脫脂棉，圖中夾持裝置已略去。

Ⅰ.可選用的藥品有：

a．石灰石  b．飽和氯化鈣溶液  c．6 mol/L鹽酸  d．氯化銨  e．氫氧化鈣

（1）A中制備氣體時，所需藥品是（選填字母序號）               ；

（2）B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是                               ；

（3）寫出制取氨氣的化學方程式                                   ；

（4）在實驗過程中，向C中通入氣體是有先后順序的，應先通入氣體的化學式  ；

（5）檢驗D出口處是否有氨氣逸出的方法是                           ；

（6）寫出制納米級碳酸鈣的化學方程式                               。

（7）若實驗過程中有氨氣逸出，應選用下列              裝置回收（填代號）。

Ⅱ．經分析在上述氯化銨樣品中含有雜質碳酸氫鈉。為了測定氯化銨的質量分數，該學生實驗小組又設計了如下實驗流程：

試回答：

（1）所加試劑A的化學式為                                      

（2）B操作方法是                                               

（3）樣品中氯化銨的質量分數為                                    。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）ac（1分）

（2）除去CO₂中的HCl（1分）

（3）2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O（2分）

（4）NH₃（1分）

（5）將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍，則證明有氨氣逸出；若試紙不變藍，則證明沒有氨氣逸出。（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近D出口處，若有白煙，則證明有氨氣逸出；若沒有白煙，則證明沒有氨氣逸出。）（2分）

（6）CaCl₂ + H₂O + CO₂ + 2NH₃ ＝ CaCO₃ + 2NH₄Cl（2分）

（7）b（1分）

Ⅱ．

（1）Ca(OH)₂或Ba(OH)₂ （1分）  

（2）過濾（1分）

（3）或

【解析】

試題分析：（1）根據題設條件中的裝置圖是固液不加熱型裝置，而且裝置中帶有分液漏斗，為制取二氧化碳的裝置，根據二氧化碳的實驗室制法，可知裝置中盛放的是碳酸鈣和稀鹽酸，即選擇a、b。（2）B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，起到抑制二氧化碳溶解，除掉氯化氫的作用，原理是：CO₂+H₂OH₂CO₃H++HCO₃^-,當溶液時飽和的碳酸氫鈉溶液時，溶液中由于存在大量的碳酸氫根離子，是平衡左移，從而起到抑制二氧化碳溶解的作用。（3）制取氨氣的化學方程式為：2NH₄Cl + Ca(OH)₂  CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O。（4）在實驗過程中，向C中通入氣體應當先是NH₃，原因是如果先通二氧化碳氣體，由于氨氣的密度小于二氧化碳，不能充分接觸，造成氨氣浪費的較多，因此，應先通入氨氣，后通二氧化碳。（5）可根據氨氣的化學性質進行證明，氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，也能和氯化氫發生反應，因此正確的答案為：將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍，則證明有氨氣逸出；若試紙不變藍，則證明沒有氨氣逸出。（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近D出口處，若有白煙，則證明有氨氣逸出；若沒有白煙，則證明沒有氨氣逸出。）

（6）根據題意和原子守恒可知，實際上該化學反應包括2個化學反應：⑴H₂O + CO₂ + 2NH₃=(NH₄)₂CO₃，⑵

(NH₄)₂CO₃+CaCl₂= CaCO₃ + 2NH₄Cl，最后將2個化學方程式合并，即得制納米級碳酸鈣的化學方程式為：CaCl₂ + H₂O + CO₂ + 2NH₃ ＝ CaCO₃ + 2NH₄Cl。（7）a、b、c裝置均起不到防倒吸的作用，只有b裝置可以。

Ⅱ．

（1）、（2）從流程圖可以看出在加入試劑A之后，出現濁液，而且濁液經過操作B能夠得到沉淀，這說明加入的試劑A是一種能夠與NaHCO₃發生化學反應產生沉淀的試劑，經分析，這種試劑應當是一種能夠與NaHCO₃發生反應的強堿，如Ca(OH)₂或Ba(OH)₂，由此不難得出結論，操作B應當是過濾操作，計算如下：

根據C原子守恒可知：

NaHCO₃—CaCO₃

84        100

    

NaHCO₃—BaCO₃

84        197

     

因此，樣品中氯化銨的質量分數為：或。

考點：考查二氧化碳和氨氣的實驗室制法、化學實驗基本操作、化學方程式的書寫、化學實驗安全防倒吸裝置的識別與判斷、物資的分離與提純、化學計算。