Question

CO₂是初中化学重点研究的气体之一．某化学兴趣小组设计了如下实验来探究CO₂的制取和性质：
（1）该兴趣小组用干燥管、烧杯、铜网等设计装配了一个在实验室中制取二氧化碳气体的装置，如图所示．在干燥管内的铜网上应盛放

大理石（或石灰石）

；若将铜网换成铁网，可能产生的后果是

铁网被腐蚀，制得的CO₂气体中混有H₂

，其原因是（用化学方程式表示）

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

．
（2）该兴趣小组同学将制得的CO₂分别通人澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，他们观察到前者变浑浊，后者无明显现象．CO₂和NaOH是否发生了化学反应？1小明设计了甲、乙两个实验来验证CO₂与NaOH发生了化学反应，如图1所示．实验现象为：甲--软塑料瓶变瘪，乙--“瓶吞鸡蛋”．小虎同学认为上述实验是可行的，其共同原理是氢氧化钠溶液能与CO₂发生反应，瓶内气压降低．小雯同学提出质疑，她认为上述实验还不足以说明CO₂和NaOH发生了反应．其理由是

CO₂能溶于水，也能使瓶内气压降低；

．小明同学针对小雯的质疑又补充了一个对照实验，这个实验是

将氢氧化钠溶液换成等体积的水，做同样的实验，看现象是否有差别．

（3）该兴趣小组同学还发现长久使用的热水瓶底部有一层水垢，其主要成分是CaCO₃，和稀盐酸反应也能产生二氧化碳气体，取200g水垢，加入过量的稀盐酸，同时测量5分钟内生成气体的质量，结果如下表：

时间/min	1	2	3	4	5
质量/g	30	50	60	66	66

试回答下列问题：
①4分钟后，产生的CO₂不再增加，说明水垢中CaCO₃

已

  （填已或未）反应完全？
②该200g水垢中CaCO₃的质量是多少？

Answer 1

分析：（1）根据盐酸的性质和二氧化碳的性质，选择适当的器材，设计合理的装置．
（2）因为二氧化碳溶于水显酸性，易于碱性溶液发生反应．
（3）根据已有的知识进行分析，碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳，而氢氧化镁与盐酸反应生成的时氯化镁和水，不生成气体，根据表格提供的数据即可求得碳酸钙的质量，从而求得碳酸钙的含量．

解答：解：（1）在实验室中用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，不能将实验中的铜网换成铁网，是因为铁能够和稀盐酸反应生成氢气，化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2））①因为CO₂能溶于水，也能使瓶内气压降低；因此可将氢氧化钠溶液换成等体积的水，做同样的实验，看现象是否有差别来证明二氧化碳是否与氢氧化钠发生了反应；
（3）①碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳，而氢氧化镁与盐酸反应不生成二氧化碳，当气体质量不再改变，说明碳酸钙已经反应完全，所以本题答案为：已； 
②设生成66g二氧化碳需要碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100               44
x                 66g     

100

x

=

44

66g

  x=150g
答：200g水垢中CaCO₃的质量是150g
故答案为：（1）大理石（或石灰石）；铁网被腐蚀，制得的CO₂气体中混有H₂；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2）①CO₂能溶于水，也能使瓶内气压降低；
将氢氧化钠溶液换成等体积的水，做同样的实验，看现象是否有差别．
（3）①已；②150g

点评：本题考查的是二氧化碳的实验室制法、化学性质及物理性质、碳酸盐的检验方法、铁的化学性质，熟练掌握这些知识是解答此题的关键．