Question

16．根據(jù)如圖1回答問題：
（1）若選用A裝置用高錳酸鉀制取氧氣，還需補充的一種儀器是酒精燈（填名稱），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）實驗室若選用B裝置制取二氧化碳，則需要改正的一點是應(yīng)使用向上排空氣法收集，
請你寫出用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）用制取的二氧化碳進行如下實驗：

 ①實驗（Ⅱ）中溶液變?yōu)榧t色；
 ②實驗（Ⅲ）中加熱之后，溶液又變?yōu)樽仙�，解釋出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因：H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑．（用化學(xué)方程式表示）
（4）同學(xué)們在做完“二氧化碳的制取和性質(zhì)”實驗后，廢液缸中盛有大量的鹽酸與氯化鈣的混合溶液（不考慮其它雜質(zhì)）．為了對廢液進行處理，某同學(xué)做了如下實驗：取廢液缸上層清液20.0g于燒杯中，逐滴滴入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.3%的碳酸鈉溶液直至過量，滴入碳酸鈉溶液的質(zhì)量與生成沉淀的質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示．
請計算：
①當(dāng)廢液中鹽酸完全反應(yīng)時，生成的二氧化碳的質(zhì)量為多少？
②當(dāng)廢液中兩種物質(zhì)剛好消耗完畢時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（計算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 酒精燈是常用的加熱儀器，制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．實驗（Ⅱ）中溶液變?yōu)榧t色，因為二氧化碳與水反應(yīng)生產(chǎn)了碳酸，實驗（Ⅲ）中加熱之后，溶液又變?yōu)樽仙�，因為碳酸不穩(wěn)定，受熱又分解為二氧化碳和水；有關(guān)化學(xué)方程式的計算要準(zhǔn)確．

解答 解：（1）酒精燈是常用的加熱儀器，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，要注意配平；故答案為：酒精燈； 2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
（2）實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱；二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集；故答案為：應(yīng)使用向上排空氣法收集    CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）實驗（Ⅱ）中溶液變?yōu)榧t色，因為二氧化碳與水反應(yīng)生產(chǎn)了碳酸，實驗（Ⅲ）中加熱之后，溶液又變?yōu)樽仙�，因為碳酸不穩(wěn)定，受熱又分解為二氧化碳和水；故答案為：①紅②紫   H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑
（4）由圖象可知：與鹽酸反應(yīng)的碳酸鈉溶液的質(zhì)量是20g，那么碳酸鈉的質(zhì)量=20g×5.3%=1.06g；
設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x，生成的氯化鈉的質(zhì)量為y，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106             117   44
1.06g            y     x      $\frac{106}{44}=\frac{1.06g}{x}$  x=0.44g；$\frac{106}{117}=\frac{1.06g}{y}$  y=1.17g；答：二氧化碳的質(zhì)量是0.44g；
設(shè)碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成的氯化鈉的質(zhì)量為z；碳酸鈉的質(zhì)量為m；
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
        106     100       117   
         m       1g        z     $\frac{100}{117}=\frac{1g}{z}$  z=1.17；$\frac{106}{100}=\frac{m}{1g}$  m=1.06g；
因此與氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉溶液的質(zhì)量=1.06g÷5.3%=20g；
當(dāng)廢液中兩種物質(zhì)剛好消耗完畢時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.17g+1.17g}{20g+20g+20g-0.44g-1.0g}×100%≈$4.0%；
答：當(dāng)廢液中兩種物質(zhì)剛好消耗完畢時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%；
故答案為：①0.44g  ②4.0%

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇、氣體的性質(zhì)，同時也考查了化學(xué)方式的書寫和有關(guān)化學(xué)方程式的計算等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．