Question

18．科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO₂”、“释放CO₂”，实现碳循环（如图所示）．

某化学小组的同学对此非常感兴趣，在老师的指导下，设计如下装置探究上述设想的反应原理．

（1）能证明“释放CO₂”的现象是C中的石灰水变浑浊．
（2）装置 B的作用是防倒吸．
（3）实验后小组同学对D中固体的成分进行探究．
【猜想与假设】
D中的固体可能为①氧化钙；②氧化钙与碳酸钙； ③碳酸钙
【进行实验】
甲同学取一定量的D中固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物，甲同学认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想③成立．
乙同学认为上述实验不足以证明猜想③成立，其理由是氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物．他又重新进行实验，证明了猜想②成立，他的实验操作及现象为取D中固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热
继续向试管中加入足量的稀盐酸，有气泡产生．写出D中反应的化学方程式为CaO+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃．
（4）通过以上探究，小组同学认为科学家的设想在反应原理上是可行的．上述设想的优点有ABC（填字母序号）．
A．原料易得  B．充分利用太阳能  C．释放出的CO₂可作为重要资源加以利用
（5）氧化钙与碳酸钙是初中化学中常见的物质．实验室用碳酸钙与酸反应制取二氧化碳．试回答：
①为什么实验室不能用石灰石（主要成分碳酸钙）与稀硫酸反应制取二氧化碳？
②为什么实验室也不能用石灰石（主要成分碳酸钙）与浓盐酸反应制取二氧化碳？

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行解答；
（2）根据二氧化碳和澄清石灰水反应后A装置内的压强变小进行解答；
（3）根据氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物、氧化钙和水反应会放出大量的热以及二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙进行解答；
（4）根据反应的原料及反应的条件分析选择；
（5）在常温下用石灰石（或大理石）和稀盐酸来制取二氧化碳；而石灰石与稀硫酸反应时，生成的硫酸钙微溶于水阻碍反应的进行；浓盐酸具有挥发性，会导致二氧化碳不纯；

解答 解：（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以能证明“释放CO₂”的现象是C中的石灰水变浑浊；
（2）二氧化碳和澄清石灰水反应后A装置内的压强变小，所以装置 B的作用是防倒吸；
（3）氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物，所以上述实验不足以证明猜想③成立；氧化钙和水反应会放出大量的热，所以实验操作及现象为取D中固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热，继续向试管中加入足量的稀盐酸，有气泡产生，即可证明证明了猜想②成立；二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙，反应的化学方程式为CaO+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃；
（4）观察流程图可以看出反应原料是氧化钙和二氧化碳，反应条件是利用太阳能，因此有原料易得且可循环利用，充分利用太阳能的优点，且释放出的CO₂可作为重要；
（5）①实验室不能用石灰石（主要成分碳酸钙）与稀硫酸反应制取二氧化碳：因为石灰石与稀硫酸反应时，生成的硫酸钙微溶于水阻碍反应的进行；
②实验室也不能用石灰石（主要成分碳酸钙）与浓盐酸反应制取二氧化碳：因为浓盐酸具有挥发性，会导致二氧化碳不纯．
故答案为：
（1）C中的石灰水变浑浊；（2）防倒吸；
（3）氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶，也可能出现不溶物；
取D中固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入足量的稀盐酸，有气泡产生．  CaO+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃
（4）ABC；（5）①因为稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进行．
②浓盐酸具有很强的挥发性，挥发出的HCl气体混入二氧化碳中，造成收集的气体不纯．

点评 本题属于信息题，考查了有关二氧化碳、碳酸钙等的性质和用途，难度不大，依据已有的知识结合题目的信息分析即可．