Question

實驗室常用稀鹽酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________
（2）圖1表示加入藥品前的一個操作，其目的是________．
（3）寫出檢驗生成的氣體是二氧化碳的化學(xué)方程式：________．
（4）實驗室通常不選用稀硫酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳，因生成的微溶物硫酸鈣會阻礙反應(yīng)的進一步進行．某小組經(jīng)研究，用圖2所示方法成功制得了大量CO₂（反應(yīng)物為稀硫酸和石灰石）．
①使用圖中收集二氧化碳方法的原因________．
②該裝置燒瓶和鐵圈間墊有石棉網(wǎng)，作用是________．
③推測：在硫酸溶液中加入氯化銨并對溶液加熱，目的都是________．
④有同學(xué)考慮鹽酸和硫酸揮發(fā)性的差異，認為圖2方法相比用稀鹽酸和石灰石反應(yīng)，改進的優(yōu)點是________．
（5）氯化鈣是多用途的干燥劑和建筑防凍劑．實驗室里用石灰石和鹽酸制備二氧化碳的含酸廢液（含有MgCl₂、FeCl₃等），通過以下途徑制得無水氯化鈣．

①操作 I的名稱為________．濾渣的化學(xué)成分有________．
②用化學(xué)方程式表示石灰乳的作用（寫一個）________．

Answer 1

解：（1）二氧化碳的實驗室制法的反應(yīng)原理CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）為防止氣體不純或無法收集，實驗前先檢查裝置的氣密性；
（3）根據(jù)二氧化碳的檢驗方法，將生成的氣體通入澄清石灰水，觀察是否有變渾濁的現(xiàn)象，化學(xué)方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣大，所以用向上排空氣法收集；②燒瓶和鐵圈間墊有石棉網(wǎng)，作用使燒瓶受熱均勻，防止炸裂；③實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成，因此改用稀硫酸與石灰石反應(yīng)，但是反應(yīng)中產(chǎn)生的硫酸鈣微溶于水，因此本實驗的改進中又加入了氯化銨和加熱的目的應(yīng)當是朝著有利于實驗進行的方向發(fā)展的，可以推測目的是增大硫酸鈣在溶液中的溶解度；④實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成；
（5）①混合物中顆粒的大小判斷操作I是過濾；含酸廢液中含有酸、氯化鎂、氯化鐵等物質(zhì)，加入石灰乳的目的是除去它們，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2 FeCl₃+3Ca（OH）₂=2Fe（OH）₃↓+3CaCl₂，MgCl₂+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂，Mg（OH）₂、Fe（OH）₃都難溶于水，所以濾渣的化學(xué)成分有Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；
②石灰乳參加的反應(yīng)有：OH^-+H═H₂O，
2 FeCl₃+3Ca（OH）₂=2Fe（OH）₃↓+3CaCl₂，
MgCl₂+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂，
所以石灰乳的作用是：中和廢液中的酸；使廢液中的鎂、鐵充分沉淀．
故答案為：
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）為防止氣體不純或無法收集；
（3）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣大；②使燒瓶受熱均勻，防止炸裂；③增大硫酸鈣在溶液中的溶解度；④原方法中的鹽酸具有揮發(fā)性，隨二氧化碳溢出，干擾部分性質(zhì)實驗的完成；
（5）①過濾；Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；②中和廢液中的酸．
分析：（1）根據(jù)二氧化碳的實驗室制法的反應(yīng)原理CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O進行解答；
（2）根據(jù)注意事項，如檢查裝置的氣密性等進行解答；
（3）二氧化碳的檢驗方法，將生成的氣體通入澄清石灰水，觀察是否有變渾濁的現(xiàn)象進行解答；
（4）①根據(jù)二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣大進行解答；②根據(jù)燒瓶和鐵圈間墊有石棉網(wǎng)，作用使燒瓶受熱均勻進行解答；③實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成，因此改用稀硫酸與石灰石反應(yīng)，但是反應(yīng)中產(chǎn)生的硫酸鈣微溶于水，因此本實驗的改進中又加入了氯化銨和加熱的目的應(yīng)當是朝著有利于實驗進行的方向發(fā)展的，可以推測目的是增大硫酸鈣在溶液中的溶解度；④實驗室制取二氧化碳藥品中的稀鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致產(chǎn)生的二氧化碳不純，干擾部分性質(zhì)實驗的完成；
（5）①根據(jù)混合物中顆粒的大小判斷操作I的名稱；根據(jù)反應(yīng)方程式確定濾渣的成分；②根據(jù)石灰乳發(fā)生的反應(yīng)判斷其作用；
點評：綜合實驗題都設(shè)法推陳出新，重視考查創(chuàng)新意識和實踐能力，重視考查解決問題的思維過程．對于實驗設(shè)計評價的題型要注意是否具有科學(xué)性、安全性、可行性、環(huán)保性．另外解題過程中始終抓住問題的實質(zhì)，以不變應(yīng)萬變．