Question

18．在一次小組活動中，同學(xué)們收集了一些碎雞蛋殼和廢電池的鋅皮，并配制了澄清的石灰水，想利用這些物質(zhì)做實驗．老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了如圖1所示用品．

（1）請寫出制備并收集二氧化碳氣體需要的儀器（填序號）①④⑤⑦．
（2）寫出利用以上物質(zhì)制二氧化碳的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）為了驗證二氧化碳的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計了如下一組實驗．取四朵用石蕊試液染成的紫色的干燥紙花，分別按圖2進行實驗．完成下列問題：
（1）觀察到紙花的顏色變化是：
Ⅰ．紙花變紅，Ⅱ．紙花不變色，Ⅲ．紙花不變色，Ⅳ．紙花變紅．
（2）該同學(xué)進行的Ⅰ、Ⅱ兩項實驗，說明什么？
（3）該同學(xué)進行四組對比實驗的目的是什么？
（4）寫出實驗Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO₂+H₂O═H₂CO₃．
（5）將12克的大理石放入盛有20克的稀鹽酸的燒杯中恰好完全反應(yīng)（大理石中的雜質(zhì)不溶于水，也不與稀鹽酸反應(yīng)）．反應(yīng)后燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為27.6克，試求：
（1）該反應(yīng)生產(chǎn)二氧化碳的質(zhì)量．
（2）大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室制取并收集二氧化碳氣體需要的儀器選擇；
（2）根據(jù)實驗室中制取二氧化碳的原理來分析；
（3）根據(jù)二氧化碳進行分析，酸性溶液能使紫色石蕊試液變成紅色，水和二氧化碳不能使紫色石蕊試液變色．
（4）根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量差求出生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式可求得參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，進而可求大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；

解答 解：（1）實驗室用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)，不需要加熱，則從圖中選出制取并收集二氧化碳氣體需要的儀器是①④⑤⑦．故填：①④⑤⑦；
（2）實驗室中制取二氧化碳用大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)，大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①稀鹽酸是酸性溶液，能使石蕊試液變紅，水和二氧化碳不能使石蕊試液變色，二氧化碳的水溶液能使石蕊試液變紅，所以在Ⅱ中紙花不變色，在Ⅳ中紙花變紅．
②鹽酸使紫色石蕊試液變紅，水不能使紫色石蕊試液變紅，該同學(xué)進行的Ⅰ、Ⅱ兩項實驗，說明了酸性溶液能使石蕊變紅；
③該同學(xué)進行四組對比實驗的目的是：二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸．
④在實驗Ⅳ中二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+H₂O═H₂CO₃．
故答案為：①紙花不變色，紙花變紅；②酸性溶液能使石蕊變紅；③二氧化碳能與水反應(yīng)生成了碳酸；④CO₂+H₂O═H₂CO₃．
（4）①由題意可知，反應(yīng)后生產(chǎn)二氧化碳的質(zhì)量為：12g+20g-27.6g═4.4g
②設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100                                   44
    x                                   4.4g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10g
則大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{10g}{12g}$×100%≈83.3%
答：①該反應(yīng)生產(chǎn)二氧化碳的質(zhì)量是4.4g．
②大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)約為83.3%．

點評 本題主要考查探究二氧化碳與水的反應(yīng)，難度不大，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進行．此題是對化學(xué)方程式計算的考查題，利用質(zhì)量守恒定律求出反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量是進行后面計算的基礎(chǔ)，體現(xiàn)出運用知識分析問題的能力．