Question

纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙。某校学生实验小组设计下图所示装置，制取该产品。D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去。

Ⅰ.可选用的药品有：

a．石灰石  b．饱和氯化钙溶液  c．6 mol/L盐酸  d．氯化铵  e．氢氧化钙

（1）A中制备气体时，所需药品是（选填字母序号）               ；

（2）B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，其作用是                               ；

（3）写出制取氨气的化学方程式                                   ；

（4）在实验过程中，向C中通入气体是有先后顺序的，应先通入气体的化学式  ；

（5）检验D出口处是否有氨气逸出的方法是                           ；

（6）写出制纳米级碳酸钙的化学方程式                               。

（7）若实验过程中有氨气逸出，应选用下列              装置回收（填代号）。

Ⅱ．经分析在上述氯化铵样品中含有杂质碳酸氢钠。为了测定氯化铵的质量分数，该学生实验小组又设计了如下实验流程：

试回答：

（1）所加试剂A的化学式为                                      

（2）B操作方法是                                               

（3）样品中氯化铵的质量分数为                                    。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）ac（1分）

（2）除去CO₂中的HCl（1分）

（3）2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O（2分）

（4）NH₃（1分）

（5）将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出；若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出。（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近D出口处，若有白烟，则证明有氨气逸出；若没有白烟，则证明没有氨气逸出。）（2分）

（6）CaCl₂ + H₂O + CO₂ + 2NH₃ ＝ CaCO₃ + 2NH₄Cl（2分）

（7）b（1分）

Ⅱ．

（1）Ca(OH)₂或Ba(OH)₂ （1分）  

（2）过滤（1分）

（3）或

【解析】

试题分析：（1）根据题设条件中的装置图是固液不加热型装置，而且装置中带有分液漏斗，为制取二氧化碳的装置，根据二氧化碳的实验室制法，可知装置中盛放的是碳酸钙和稀盐酸，即选择a、b。（2）B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，起到抑制二氧化碳溶解，除掉氯化氢的作用，原理是：CO₂+H₂OH₂CO₃H++HCO₃^-,当溶液时饱和的碳酸氢钠溶液时，溶液中由于存在大量的碳酸氢根离子，是平衡左移，从而起到抑制二氧化碳溶解的作用。（3）制取氨气的化学方程式为：2NH₄Cl + Ca(OH)₂  CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O。（4）在实验过程中，向C中通入气体应当先是NH₃，原因是如果先通二氧化碳气体，由于氨气的密度小于二氧化碳，不能充分接触，造成氨气浪费的较多，因此，应先通入氨气，后通二氧化碳。（5）可根据氨气的化学性质进行证明，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，也能和氯化氢发生反应，因此正确的答案为：将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出；若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出。（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近D出口处，若有白烟，则证明有氨气逸出；若没有白烟，则证明没有氨气逸出。）

（6）根据题意和原子守恒可知，实际上该化学反应包括2个化学反应：⑴H₂O + CO₂ + 2NH₃=(NH₄)₂CO₃，⑵

(NH₄)₂CO₃+CaCl₂= CaCO₃ + 2NH₄Cl，最后将2个化学方程式合并，即得制纳米级碳酸钙的化学方程式为：CaCl₂ + H₂O + CO₂ + 2NH₃ ＝ CaCO₃ + 2NH₄Cl。（7）a、b、c装置均起不到防倒吸的作用，只有b装置可以。

Ⅱ．

（1）、（2）从流程图可以看出在加入试剂A之后，出现浊液，而且浊液经过操作B能够得到沉淀，这说明加入的试剂A是一种能够与NaHCO₃发生化学反应产生沉淀的试剂，经分析，这种试剂应当是一种能够与NaHCO₃发生反应的强碱，如Ca(OH)₂或Ba(OH)₂，由此不难得出结论，操作B应当是过滤操作，计算如下：

根据C原子守恒可知：

NaHCO₃—CaCO₃

84        100

    

NaHCO₃—BaCO₃

84        197

     

因此，样品中氯化铵的质量分数为：或。

考点：考查二氧化碳和氨气的实验室制法、化学实验基本操作、化学方程式的书写、化学实验安全防倒吸装置的识别与判断、物资的分离与提纯、化学计算。