Question

18．在一次小組活動中，同學們收集了一些碎雞蛋殼和廢電池的鋅皮，并配制了澄清的石灰水，想利用這些物質做實驗．老師為同學們準備了如圖1所示用品．

（1）請寫出制備并收集二氧化碳氣體需要的儀器（填序號）①④⑤⑦．
（2）寫出利用以上物質制二氧化碳的化學方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）為了驗證二氧化碳的性質，某同學設計了如下一組實驗．取四朵用石蕊試液染成的紫色的干燥紙花，分別按圖2進行實驗．完成下列問題：
（1）觀察到紙花的顏色變化是：
Ⅰ．紙花變紅，Ⅱ．紙花不變色，Ⅲ．紙花不變色，Ⅳ．紙花變紅．
（2）該同學進行的Ⅰ、Ⅱ兩項實驗，說明什么？
（3）該同學進行四組對比實驗的目的是什么？
（4）寫出實驗Ⅳ中發生反應的化學方程式：CO₂+H₂O═H₂CO₃．
（5）將12克的大理石放入盛有20克的稀鹽酸的燒杯中恰好完全反應（大理石中的雜質不溶于水，也不與稀鹽酸反應）．反應后燒杯中剩余物質的總質量為27.6克，試求：
（1）該反應生產二氧化碳的質量．
（2）大理石中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室制取并收集二氧化碳氣體需要的儀器選擇；
（2）根據實驗室中制取二氧化碳的原理來分析；
（3）根據二氧化碳進行分析，酸性溶液能使紫色石蕊試液變成紅色，水和二氧化碳不能使紫色石蕊試液變色．
（4）根據反應前后的質量差求出生成二氧化碳的質量，根據化學方程式可求得參加反應的碳酸鈣的質量，進而可求大理石中碳酸鈣的質量分數；

解答 解：（1）實驗室用石灰石和稀鹽酸反應，不需要加熱，則從圖中選出制取并收集二氧化碳氣體需要的儀器是①④⑤⑦．故填：①④⑤⑦；
（2）實驗室中制取二氧化碳用大理石或石灰石與稀鹽酸反應，大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①稀鹽酸是酸性溶液，能使石蕊試液變紅，水和二氧化碳不能使石蕊試液變色，二氧化碳的水溶液能使石蕊試液變紅，所以在Ⅱ中紙花不變色，在Ⅳ中紙花變紅．
②鹽酸使紫色石蕊試液變紅，水不能使紫色石蕊試液變紅，該同學進行的Ⅰ、Ⅱ兩項實驗，說明了酸性溶液能使石蕊變紅；
③該同學進行四組對比實驗的目的是：二氧化碳能與水反應生成了碳酸．
④在實驗Ⅳ中二氧化碳能與水反應生成了碳酸，發生反應的化學方程式為：CO₂+H₂O═H₂CO₃．
故答案為：①紙花不變色，紙花變紅；②酸性溶液能使石蕊變紅；③二氧化碳能與水反應生成了碳酸；④CO₂+H₂O═H₂CO₃．
（4）①由題意可知，反應后生產二氧化碳的質量為：12g+20g-27.6g═4.4g
②設參加反應的碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100                                   44
    x                                   4.4g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10g
則大理石中碳酸鈣的質量分數為$\frac{10g}{12g}$×100%≈83.3%
答：①該反應生產二氧化碳的質量是4.4g．
②大理石中碳酸鈣的質量分數約為83.3%．

點評 本題主要考查探究二氧化碳與水的反應，難度不大，完成此題，可以依據已有的知識進行．此題是對化學方程式計算的考查題，利用質量守恒定律求出反應放出二氧化碳的質量是進行后面計算的基礎，體現出運用知識分析問題的能力．