Question

碳和碳的化合物是初中学习的重要内容。

（1）金刚石、石墨和C₆₀都是碳元素的单质，下列说法正确的是（填字母代号）_____。

A 它们都是同种物质       B 它们的原子排列方式不同

C 它们都能导电              D 常温下它们都能与氧气反应

（2）实验室制取二氧化碳的原理是（用化学方程式表示）_____；若要得到干燥、纯净的二氧化碳，则发生装置产生的二氧化碳按气流方向连接顺序为（填导管接口字母）：CO₂→_____→_____→_____→_____→_____。

（3）实验结束后装置B锥形瓶中废液中溶质的成分是什么？

（猜想与假设）猜想一：CaCl₂

猜想二：CaCl₂、HCl；

猜想三：CaCl₂、HCl、CaCO₃． 该同学认为猜想三是错误的，理由是_____。

（实验验证）同学们对猜想与假设进行验证，取装置B锥形瓶中的废液过滤，向滤液中逐滴加入碳酸钠溶液，根据反应现象得到如图2所示的图象。

（结论）分析图象数据得出A点溶液的 pH＝7，则废液中含有的阳离子有_____。OA段发生的反应为_____（用化学方程式表示），AB段溶液的pH_____（填“变大”“不变”或“变小”）。

（4）现取含碳酸钙80%的石灰石 12.5g和94.4g稀盐酸恰好完全反应（石灰石中的杂质不溶于水也不与稀盐酸反应），求恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数_____。

Answer

B CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ d e b c a 碳酸钙和盐酸不能共存 钙离子、钠离子 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ 不变 11.1%

【解析】

（1）A．它们是不同种物质，该选项说法不正确；
B．它们的原子排列方式不同，该选项说法正确；
C．金刚石不能导电，石墨能够导电，该选项说法不正确；
D．常温下它们都不能与氧气反应，该选项说法不正确。
故填：B。
（2）实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
若要得到干燥、纯净的二氧化碳，则发生装置产生的二氧化碳按气流方向连接顺序为（填导管接口字母）：CO2→d→e→b→c→a。
故填：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；d；e；b；c；a。
（3）[猜想与假设]
猜想一：碳酸钙和盐酸恰好完全反应时是CaCl2
猜想二：硬水过量时是CaCl2、HCl；
猜想三：CaCl2、HCl、CaCO3。
该同学认为猜想三是错误的，理由是碳酸钙和盐酸不能共存。
故填：碳酸钙和盐酸不能共存。

[结论]
分析图象数据得出A点溶液的 pH=7，即OA段是碳酸钠和稀盐酸反应，则废液中含有的阳离子有钙离子、钠离子；
OA段碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；
AB段是碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液的pH不变。
故填：钙离子、钠离子；Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；不变。
（4）设反应生成氯化钙质量为x，生成二氧化碳质量为y，
碳酸钙质量：12.5g×80%=10g，

x=11.1g，y=4.4g，
恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数：×100%=11.1%，

答：恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为11.1%。
故填：11.1%。