Question

下列三套装置（见如图）都可用于实验室制取CO₂．
（1）写出实验室制取CO₂的化学方程式

 

；
（2）仪器A的名称是

 

；
（3）利用图2装置制取CO₂时，长颈漏斗的下端管口必须浸没在溶液中，理由是

 

；
（4）图1和图3装置相比，利用图1装置来制取CO₂时，主要不足是

 

（写出一点即可）；
（5）化学兴趣小组为了测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取一定质量的石灰石样品，将20g稀盐酸分4次加入样品中（样品中除碳酸钙外，其余成分既不与盐酸反应，也不溶于水），充分反应后经过过滤、干燥等操作，最后称量，得实验数据如下表：

稀盐酸的用量	剩余固体的质量
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石灰石样品中碳酸钙的质量分数为

 

；
②原稀盐酸中溶质的质量分数为多少？（写出计算过程）

Answer 1

考点：二氧化碳的实验室制法,有关溶质质量分数的简单计算,根据化学反应方程式的计算

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化,综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）熟记实验室中制取二氧化碳的原理；（2）熟记常见仪器名称；（3）明确实验室制取二氧化碳的注意事项；（4）根据装置的区别来分析；（5）由于样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶解于水，因此由表中每次加入5g稀盐酸固体减少的质量关系进行分析解答．

解答：解：（1）在实验室中通常用大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）仪器A是圆底烧瓶；故填：圆底烧瓶；
（3）长颈漏斗的末端一定要伸入液面以下，为防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出；故填：防止二氧化碳从长颈漏斗处逸出；
（4）比较两图可见，图3加用了分液漏斗，能控制滴加液体药品的速率，控制反应的进行；故填：不能随意控制反应的速率；
（5）根据表中的实验数据可得，每加入5g稀盐酸，固体质量减少=（1.5-1.0）g=0.5g，因此石灰石样品的质量=第一次加入稀盐酸后剩余固体的质量+第一次加入稀盐酸反应掉的质量=1.5g+0.5g=2.0g，第四次加入稀盐酸后，固体减少的质量=0.5g-0.3g=0.2g，小于0.5g，即此时碳酸钙已完全反应；剩余的0.3g就是石灰石中杂质的质量，那么石灰石中碳酸钙的质量分数为：

2.0g-0.3g

2.0g

×100%=85%．
设与0.5g碳酸钙反应需要HCl的质量为x，则
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100    73
0.5g   x

100

0.5g

=

73

x

x=0.365g
0.5g碳酸钙与5g稀盐酸恰好完全反应，则该盐酸中溶质的质量分数为：

0.365g

5g

×100%=7.3%
答：原稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%．故答案为：7.3%．

点评：根据图表中剩余固体的质量，分析每次加入相同稀盐酸所减少的质量即样品中被反应掉碳酸钙的质量，判断出第四次加稀盐酸后碳酸钙完全反应，此为本题的突破口．