Question

【題目】利用下列實驗來制取CO2并進行相關實驗探究。

（1）制取CO2。

①簡述檢查A裝置氣密性的方法：_____。

②用B裝置（燒瓶）收集CO2時，如何證明CO2已經收集滿了？_____

（2）探究CO2的性質，實驗步驟如下：

步驟1：圖2所示裝置的氣密性良好（圖中a處連接氣體壓力傳感器），甲、乙、丙一個燒瓶容積均為250 mL，分別收集滿CO2，三個注射器內各裝有85mL液體。

步驟2：同時迅速將注射器內液體全部注入燒瓶中，關閉活塞；一段時間后，同時振蕩燒瓶。

步驟3：利用“數字化實驗”得到如圖3所示的甲、乙、丙三個燒瓶內壓強與時間的對應關系曲線1、2、3。

①燒瓶乙中有白色沉淀生成，該反應的化學方程式為：_____。

②曲線1中 BC段氣壓逐漸變小的原因是_____，曲線2與曲線3差別較大的原因是什么？_____。

③對比曲線1與曲線3，不能得出的結論是_____（填序號）。

a．CO2能溶于水 b．CO2能與水發生反應 c．CO2能與 NaOH 溶液發生反應

④請設計實驗，證明反應進行到400s時，燒瓶丙的溶液中溶質的成分。

（3）向盛有12g石灰石（雜質不參與反應）樣品的錐形瓶中加入100g稀鹽酸，充分反應后，測得溶液呈酸性，錐形瓶內固體與溶液的總質量為107.6g，請計算樣品中碳酸鈣的質量分數（結果精確到0.1%）。_____

Answer 1

【答案】用彈簧夾夾緊橡皮管，向錐形瓶中注水，若形成一段穩定的水柱，說明氣密性良好 將燃著的木條放到瓶口，木條熄滅，證明二氧化碳收集滿 二氧化碳溶于水 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應，氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳比氫氧化鈣溶液吸收二氧化碳更多，所以導致曲線2與曲線3差別較大 b 83.3%

【解析】

二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水。

①檢查A裝置氣密性的方法是用彈簧夾夾緊橡皮管，向錐形瓶中注水，若形成一段穩定的水柱，說明氣密性良好。

②二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，所以用B裝置（燒瓶）收集CO2時，證明CO2已經收集滿的方法：將燃著的木條放到瓶口，木條熄滅，證明二氧化碳收集滿。

（2）①二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為。

②圖2中AB段氣壓快速增大的原因是注射器中的液體迅速加入燒瓶中；曲線1變化幅度最小，則是裝置甲，BC段氣壓逐漸變小的原因是二氧化碳溶于水，振蕩燒瓶使二氧化碳反應的速率加快，氣體的體積變小，導致壓強變小，所以導致CD段氣壓快速變小的操作是振蕩，曲線2與曲線3差別較大的原因是二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應，氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳比氫氧化鈣溶液吸收二氧化碳更多，所以導致曲線2與曲線3差別較大。

③a、曲線1說明CO2能溶于水，故a正確；

b、曲線1和曲線3都不能說明CO2能與水發生反應，故b不正確；

c、曲線1和曲線3對比，說明CO2能與NaOH溶液發生反應，故c正確。故選b。

④反應進行到400s時，由于二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，此時需要確定是否有剩余的氫氧化鈉，所以就是檢驗是由為碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，過程中先檢驗并除去碳酸鈉，然后檢驗溶液的酸堿性確定是否含有氫氧化鈉，具體操作為取錐形瓶內溶液少量于試管中，加入足量的CaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有碳酸鈉，向上層清液中加入酚酞溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有氫氧化鈉。

（3）設樣品中碳酸鈣的質量為x

反應生成的CO2的質量為

樣品中碳酸鈣的質量分數

答：樣品中碳酸鈣的質量分數為83.3%。