Question

自去年10月份以來，河南持續少雨，各地出現不同程度的旱情，河南各地氣象部門為緩解旱情實施人工降雨．
（1）人工降雨中常用固體干冰，它是固態的二氧化碳，請用化學方程式表示該氣體的實驗室制法

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

．日常生活中雨水顯弱酸性，其原因是

二氧化碳溶于水生成碳酸

．
（2）某化學興趣小組欲從如圖所示裝置中制取該氣體．

①實驗室制取二氧化碳氣體選用的發生裝置和收集裝置分別為

B

、

D

，用該發生裝置制取氣體應滿足的條件是

固體和液體在常溫下反應

；選擇氣體收集裝置要考慮的因素有

氣體的密度和溶解性

．請寫出一個利用該套裝置制取另一種氣體的化學方程式

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．
②F裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，其中在水面上放一層植物油的目的是

防止因CO₂溶于水而引起體積測量結果不準確

，植物油上方原有的空氣對實驗的結果

沒有

（填“有”或“沒有”）明顯影響．
（3）小紅同學欲利用某石灰石來制取二氧化碳，為測定該石灰石中碳酸鈣的質量分數（雜質不與酸反應），向6.0g石灰石樣品中逐漸滴加稀鹽酸至不再產生氣泡，共生成二氧化碳氣體2.2g．試計算：該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為多少？

Answer 1

分析：（1）實驗室制取二氧化碳用石灰石和稀鹽酸，即碳酸鈣和鹽酸常溫下反應生成氯化鈣、二氧化碳氣體和水；根據二氧化碳與水反應的產物分析；
（2）①根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置，根據氣體的溶解性和密度選擇收集方法；
②根據實驗目的及二氧化碳的水溶性進行分析植物油的作用，根據排水法測氣體的體積的原理判斷空氣的影響；
（3）根據化學方程式進行計算，根據二氧化碳的質量計算出碳酸鈣的質量，進而計算出碳酸鈣的質量分數．

解答：解：（1）碳酸鈣和鹽酸常溫下反應生成氯化鈣、二氧化碳氣體和水，CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
因為二氧化碳與水反應生成碳酸，顯酸性，故日常生活中雨水顯弱酸性；
（2）①實驗室制取二氧化碳氣體選用的發生裝置的特點屬于固體和液體常溫下制備氣體，所以發生裝置選擇B；
二氧化碳氣體的密度大于空氣，所以可用向上排空氣法收集，選擇裝置D，因為其溶于水，不能采用排水法收集；
在實驗室里，常用過氧化氫制氧氣．在反應中，過氧化氫分解產生水和氧氣，這一反應的發生裝置的特點屬于固體和液體常溫下制備氣體；氧氣的密度大于空氣，所以可用向上排空氣法收集；因此利用該套裝置制取氧氣的化學方程式可表示為：2H₂O2

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
②圖F是采用排水法測二氧化碳的體積，用量筒測量水的體積從而測二氧化碳的體積；二氧化碳能溶于水，所以要在水的上方放一層植物油，防止二氧化碳溶于水．排水法測氣體體積的原理是利用排出水的體積和進入裝置中的氣體的體積相等的原理進行的，所以在沒有二氧化碳生成時，盛水的集氣瓶中壓強和外界大氣壓是相等，當有二氧化碳氣體生成時，集氣瓶內氣體壓強增大，將水排出，所以油上方的空氣對實驗結果沒有影響；
（3）解：設參加反應的碳酸鈣的質量為x
    CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
     100                 44
     x                   2.2g
      

100

44

=

x

2.2g

      x=5g
  

5g

6.0g

×100%=83.3%
答：該石灰石中碳酸鈣的質量分數為83.3%．
 故答案為：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；二氧化碳與水反應生成碳酸；
（2）①B；D；固體和液體在常溫下反應；氣體的密度和溶解性；2H₂O2

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
②防止因CO₂ 溶于水而引起體積測量結果不準確；沒有；
（3）解：設參加反應的碳酸鈣的質量為x
    CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
     100                 44
     x                   2.2g
      

100

44

=

x

2.2g

      x=5g
  

5g

6.0g

×100%=83.3%
答：該石灰石中碳酸鈣的質量分數為83.3%．

點評：本題主要考查學生對實驗室制備氧氣和二氧化碳的反應原理、發生裝置的選擇、收集裝置的選擇及有關氣體體積測定方法的掌握情況．