Question

利用下列实验来制取CO₂并进行相关实验探究。

 

（1）制取CO₂。

①简述检查A装置气密性的方法：_____。

②用B装置（烧瓶）收集CO₂时，如何证明CO₂已经收集满了？_____

（2）探究CO₂的性质，实验步骤如下：

步骤1：图2所示装置的气密性良好（图中a处连接气体压力传感器），甲、乙、丙一个烧瓶容积均为250 mL，分别收集满CO₂，三个注射器内各装有85mL液体。

步骤2：同时迅速将注射器内液体全部注入烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡烧瓶。

步骤3：利用“数字化实验”得到如图3所示的甲、乙、丙三个烧瓶内压强与时间的对应关系曲线1、2、3。

①烧瓶乙中有白色沉淀生成，该反应的化学方程式为：_____。

②曲线1中 BC段气压逐渐变小的原因是_____，曲线2与曲线3差别较大的原因是什么？_____。

③对比曲线1与曲线3，不能得出的结论是_____（填序号）。

a．CO₂能溶于水 b．CO₂能与水发生反应 c．CO₂能与 NaOH 溶液发生反应

④请设计实验，证明反应进行到400s时，烧瓶丙的溶液中溶质的成分。

（3）向盛有12g石灰石（杂质不参与反应）样品的锥形瓶中加入100g稀盐酸，充分反应后，测得溶液呈酸性，锥形瓶内固体与溶液的总质量为107.6g，请计算样品中碳酸钙的质量分数（结果精确到0.1%）。_____

Answer

用弹簧夹夹紧橡皮管，向锥形瓶中注水，若形成一段稳定的水柱，说明气密性良好 将燃着的木条放到瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳收集满 二氧化碳溶于水 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳比氢氧化钙溶液吸收二氧化碳更多，所以导致曲线2与曲线3差别较大 b 83.3%

【解析】

二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。

①检查A装置气密性的方法是用弹簧夹夹紧橡皮管，向锥形瓶中注水，若形成一段稳定的水柱，说明气密性良好。

②二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，所以用B装置（烧瓶）收集CO2时，证明CO2已经收集满的方法：将燃着的木条放到瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳收集满。

（2）①二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为。

②图2中AB段气压快速增大的原因是注射器中的液体迅速加入烧瓶中；曲线1变化幅度最小，则是装置甲，BC段气压逐渐变小的原因是二氧化碳溶于水，振荡烧瓶使二氧化碳反应的速率加快，气体的体积变小，导致压强变小，所以导致CD段气压快速变小的操作是振荡，曲线2与曲线3差别较大的原因是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳比氢氧化钙溶液吸收二氧化碳更多，所以导致曲线2与曲线3差别较大。

③a、曲线1说明CO2能溶于水，故a正确；

b、曲线1和曲线3都不能说明CO2能与水发生反应，故b不正确；

c、曲线1和曲线3对比，说明CO2能与NaOH溶液发生反应，故c正确。故选b。

④反应进行到400s时，由于二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，此时需要确定是否有剩余的氢氧化钠，所以就是检验是由为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，过程中先检验并除去碳酸钠，然后检验溶液的酸碱性确定是否含有氢氧化钠，具体操作为取锥形瓶内溶液少量于试管中，加入足量的CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有碳酸钠，向上层清液中加入酚酞溶液，溶液变红，说明原溶液中含有氢氧化钠。

（3）设样品中碳酸钙的质量为x

反应生成的CO2的质量为

样品中碳酸钙的质量分数

答：样品中碳酸钙的质量分数为83.3%。