Question

下列三套裝置（見如圖）都可用于實驗室制取CO₂．
（1）寫出實驗室制取CO₂的化學方程式

 

；
（2）儀器A的名稱是

 

；
（3）利用圖2裝置制取CO₂時，長頸漏斗的下端管口必須浸沒在溶液中，理由是

 

；
（4）圖1和圖3裝置相比，利用圖1裝置來制取CO₂時，主要不足是

 

（寫出一點即可）；
（5）化學興趣小組為了測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)，取一定質量的石灰石樣品，將20g稀鹽酸分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余成分既不與鹽酸反應，也不溶于水），充分反應后經(jīng)過過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下表：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入5g	1.5g
第二次加入5g	1.0g
第三次加入5g	0.5g
第四次加入5g	0.3g

①石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為

 

；
②原稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)為多少？（寫出計算過程）

Answer 1

考點：二氧化碳的實驗室制法,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化,綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）熟記實驗室中制取二氧化碳的原理；（2）熟記常見儀器名稱；（3）明確實驗室制取二氧化碳的注意事項；（4）根據(jù)裝置的區(qū)別來分析；（5）由于樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀鹽酸固體減少的質量關系進行分析解答．

解答：解：（1）在實驗室中通常用大理石或石灰石與稀鹽酸反應來制取二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）儀器A是圓底燒瓶；故填：圓底燒瓶；
（3）長頸漏斗的末端一定要伸入液面以下，為防止生成的二氧化碳氣體從長頸漏斗逸出；故填：防止二氧化碳從長頸漏斗處逸出；
（4）比較兩圖可見，圖3加用了分液漏斗，能控制滴加液體藥品的速率，控制反應的進行；故填：不能隨意控制反應的速率；
（5）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)可得，每加入5g稀鹽酸，固體質量減少=（1.5-1.0）g=0.5g，因此石灰石樣品的質量=第一次加入稀鹽酸后剩余固體的質量+第一次加入稀鹽酸反應掉的質量=1.5g+0.5g=2.0g，第四次加入稀鹽酸后，固體減少的質量=0.5g-0.3g=0.2g，小于0.5g，即此時碳酸鈣已完全反應；剩余的0.3g就是石灰石中雜質的質量，那么石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)為：

2.0g-0.3g

2.0g

×100%=85%．
設與0.5g碳酸鈣反應需要HCl的質量為x，則
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100    73
0.5g   x

100

0.5g

=

73

x

x=0.365g
0.5g碳酸鈣與5g稀鹽酸恰好完全反應，則該鹽酸中溶質的質量分數(shù)為：

0.365g

5g

×100%=7.3%
答：原稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)為7.3%．故答案為：7.3%．

點評：根據(jù)圖表中剩余固體的質量，分析每次加入相同稀鹽酸所減少的質量即樣品中被反應掉碳酸鈣的質量，判斷出第四次加稀鹽酸后碳酸鈣完全反應，此為本題的突破口．