Question

在濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級碳酸鈣（粒子直徑在1~10nm之間）．下圖所示A~E為實驗室常見的儀器裝置（部分固定夾持裝置略去），請根據要求回答問題．

（1）實驗室制備NH₃的反應方程式：_______________________________；
（2）實驗室制取、收集干燥的NH₃，需選用上述儀器裝置的接口連接順序是（選填字母）：a接    ，    接    ，    接h；
（3）向濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂氣體制納米級碳酸鈣時，應先通入的氣體是           ，試寫出制納米級碳酸鈣的離子方程式                               ；
（4）在濃CaCl₂溶液和NH₃用量正確的情況下，CO₂不足或過量都會導致納米級碳酸鈣產量下降，若CO₂過量溶液中大量存在的離子有（不考慮弱電解質的電離和鹽類水解產生的少量離子）________________,
（5）取反應后去除了CaCO₃的溶液分別做以下實驗，下列實驗判斷合理的是：_________．

A．滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀說明CO2一定不足

B．滴加少量鹽酸，若有氣泡，CO2一定過量

C．測量溶液pH，若大于7，CO2一定不足量

D．滴加少量BaCl2溶液，若無沉淀，CO2一定沒有過量

（6）試設計簡單的實驗方案，判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級    

Answer 1

（1）Ca(OH)₂+2NH₄ClCaCl₂+2NH₃↑+2H₂O（2）d,e,g,f
（3）NH₃  Ca²⁺+2NH₃+H₂O+CO₂=CaCO₃↓+2NH₄⁺
（4）Ca²⁺   HCO₃^-    NH₄⁺  Cl^-  （5）B  （6）取少量樣品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出現一條光亮的通路，則是納米級，否則不是。

解析試題分析：（1）實驗室制氨氣采用氯化銨和氫氧化鈣加熱制得，生成氯化鈣、氨氣和水，反應方程式為Ca(OH)₂+2NH₄ClCaCl₂+2NH₃↑+2H₂O。
（2）實驗室制備純凈干燥氣體的裝置依次為：發生裝置、凈化和干燥裝置、收集裝置和尾氣處理裝置。實驗室制取氨氣采用固體、固體加熱型裝置，應選A為發生裝置；生成物中含有水，氨氣溶于水顯堿性，應選擇堿石灰等固體干燥劑來吸收水蒸氣，固體干燥劑一般盛放在干燥管或U形管中，故選C；氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，應采用向下排空氣法收集，故選E；氨氣有刺激性氣味，有毒，不能直接排放到空氣中；氨氣極易溶于水，所以尾氣處理應采用防止倒吸裝置，故選D；注意干燥管的使用原則是大口進小口出；所以儀器裝置的接口連接順序是d、e、g、f。
（3）氨氣極易溶于水，二氧化碳不易溶于水，所以應先通入氨氣；氨氣溶于水生成氨水，溶液呈堿性，利于吸收更多的二氧化碳，提高納米級碳酸鈣的產量；二氧化碳能和氨水反應生成碳酸銨，碳酸銨和氯化鈣發生復分解反應生成碳酸鈣和氯化銨，離子方程式為：Ca²⁺+2NH₃+H₂O+CO₂=CaCO₃↓+2NH₄⁺。
（4）若通入過量CO₂發生的反應為：CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl，
CO₂+ CaCO₃+ H₂O =2Ca(HCO₃)₂，溶液中大量存在的離子有Ca²⁺ 、HCO₃^- 、NH₄⁺和 Cl^-。
（5）CO₂過量濾液中含有Ca²⁺ 、HCO₃^- 、NH₄⁺和 Cl^-，CO₂不足，濾液中含有Ca²⁺ 、NH₄⁺、 Cl^-和氨水。A、滴加少量Na₂CO₃溶液，有沉淀CO₂可能不足也可能過量，錯誤；B、滴加少量鹽酸，若有氣泡，CO₂一定過量，正確；C、CO₂不足或過量，濾液都可能顯堿性，pH大于7，錯誤；D、CO₂不足或過量，滴加少量BaCl₂溶液，均無沉淀生成，錯誤；
（6）碳酸鈣樣品顆粒如果為納米級，將顆粒分散到水中能形成膠體，運用膠體的丁達爾效應判斷，答案為：取少量樣品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出現一條光亮的通路，則是納米級，否則不是。
考點：考查氨氣的實驗室制法、侯德榜制堿法原理、離子檢驗和膠體的性質