Question

I．在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙（颗粒直径为1～100纳米）和一种氮肥．请根据要求答问题：
（1）写出该反应的离子方程式

 

．
（2）判断所得碳酸钙为纳米级的方法是

 

．
Ⅱ．某实验小组设计图1装置测定SO₂转化成SO₃的转化率．已知SO₃的熔点16.8℃，沸点是44.8℃．

（1）发生装置中反应的化学方程式为：

 

；根据实验需要，请从图2A～E装置中选择最合适的装置，连接在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处，它们的字母序号依次是

 

；
（2）在检查完装置气密性后，从乙处均匀通入O₂，在实验中先加热催化剂后滴加浓硫酸，这样操作后在装置I和装置Ⅱ之间发生的反应的化学方程式

 

；
（3）发生装置的分液漏斗上接橡皮管甲的目的是

 

；
（4）用126g Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间，若测得装置Ⅲ增重了12.8g，则实验中SO₂的转化率为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：Ⅰ、（1）根据二氧化碳和氨气的溶解性判断先通入的气体，由反应物和生成物写出反应方程式；
（2）碳酸钙样品颗粒如果为纳米级，纳米级的颗粒在胶体范围内，所以根据胶体的性质确定实验方；
Ⅱ、（1）圆底烧瓶中所发生的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；二氧化硫的干燥用浓硫酸，当温度低于16.8℃可以获得三氧化硫的晶体，尾气处理用烧碱溶液；
（2）先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作，是为保证生成的二氧化硫尽可能的转化为三氧化硫；
（3）发生装置的分液漏斗上接橡皮管甲的目的是保持恒压，使分液漏斗中液体顺利流下；
（4）根据S元素守恒计算消耗的物质的量，可计算转化率．

解答： 解：Ⅰ、（1）氨气极易溶于水，二氧化碳不易溶于水，所以应先通入氨气；氨气溶于水生成氨水，溶液呈碱性，二氧化碳是酸性气体，能和碱反应生成碳酸铵，碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵：CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl，反应的离子方程式为：Ca²⁺+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄⁺；
故答案为：Ca²⁺+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄⁺；
（2）碳酸钙样品颗粒如果为纳米级，纳米级的颗粒在胶体范围内，所以具有胶体的性质，运用胶体的丁达尔效应判断，
故答案为：取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是；
Ⅲ、（1）圆底烧瓶中所发生的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；SO₂转化成SO₃之前必须对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸，SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，当温度低于 16.8℃时，三氧化硫以晶体状态存在，二氧化硫、三氧化硫的尾气处理用烧碱溶液吸收，字母序号依次B；D；C；
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；BDC；
（2）为保证生成的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作，保证生成的二氧化硫尽可能的参与反应，这样操作后在装置I和装置Ⅱ之间发生的反应的化学方程式为2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃；
故答案为：2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃；
（3）发生装置的分液漏斗上接橡皮管甲的目的是保持恒压，使分液漏斗中液体顺利流下；
故答案为：保持恒压，使分液漏斗中液体顺利流下；
（4）用126g Na₂SO₃粉末物质的量=

126g

126g/mol

=1mol，与足量浓硫酸进行实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间，若测得装置Ⅲ增重了12.8g，根据元素守恒Na₂SO₃～SO₂，则1mol会生成二氧化硫1mol，装置Ⅲ增重了12.8g，说明剩余的二氧化硫为12.8g，物质的量=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，
所以二氧化硫的转化率=

(1mol-0.2mol)

1mol

×100%=80%，
故答案为：80%．

点评：本题考查了氨气的实验室制法，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题；试题综合性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力．