Question

(14分）在濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級碳酸鈣（粒子直徑在1~100nm之間）。下圖所示A~E為實驗室常見的儀器裝置（部分固定夾持裝置略去），請根據要求回答問題。

（1）實驗室制取、收集干燥的NH₃，需選用上述儀器裝置的接口連接順序是（選 填字母）：a接      ，      接      ，        接h ；用A裝置制取NH₃的化學反應方程式為                                               。
（2）用圖所示裝置也可以制取NH₃，則圓底燒瓶中的固體可以選用            （選填字母編號）；

A．堿石灰

B．生石灰

C．無水氯化鈣

D．無水硫酸銅

E．燒堿
（3）向濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂氣體制納米級碳酸鈣時，應先通入的氣體是       ，試寫出制納米級碳酸鈣的化學方程式                                  ；
（4）試設計簡單的實驗方案，判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級              。

Answer 1

（1）d e g f（2分）2NH₄Cl+Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃ ↑+ H₂O（其它答案合理也給分）（2分）
（2）ABE（3分漏選一個扣1分，錯選一個倒扣1分）
（3）NH₃（2分）   CaCl₂ + CO₂ + 2NH₃ + H₂O＝CaCO₃↓ + 2NH₄Cl（2分）
（4）取少量樣品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出現一條光亮的通路，則是納米級碳酸鈣，否則不是（3分）

（1）實驗室用熟石灰和氯化銨加熱制取氨氣，所以A是發生裝置，反應的方程式為2NH₄Cl+Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃ ↑+ H₂O。氨氣是堿性氣體，應該用堿石灰干燥氨氣，不能用濃硫酸。氨氣的密度小于空氣的，且氨氣極易溶于水，所以應該用向下排空氣法收集，所以連接順序是d e g f。
（2）氨水中存在平衡NH₃＋H₂ONH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，所以要制取氨氣，就應該時平衡向逆反應方向移動，所以答案選ABE。
（3）CO₂在水溶液中的溶解度小，而氨氣極易溶于水，所以首先通入的是氨氣，反應的方程式為CaCl₂ + CO₂ + 2NH₃ + H₂O＝CaCO₃↓ + 2NH₄Cl。
（4）由于微粒的直徑是納米級的，所以形成的分散性應該是膠體，鑒別膠體可以用丁達爾效應。即取少量樣品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出現一條光亮的通路，則是納米級碳酸鈣，否則不是。