Question

二氧化碳是一种奇妙的气体，某校化学兴趣小组在老师指导下，进行了《实验室二氧化碳的制取及其性质》实验，请你帮助回答下列问题．
（1）在大试管中加入5粒石灰石、倾倒约试管体积三分之一的稀盐酸（1：1），取一支中试管用排空气法收集CO₂，验满，另一支中试管用排水法收集CO₂，集满．发现______
先收集满．该操作过程中合理的排列顺序是（选填序号）______．
①检验装置的气密性                    ②待有连续稳定气泡再排水集气
③将水槽中待收集气体的小试管注满水    ④旋紧连有导管的单孔胶塞
⑤向大试管内5粒石灰石再倒入三分之一的盐酸（1：1）
（2）实验时用大试管与带导管的单孔胶塞制取二氧化碳气体，______
______说明该装置气密性良好，制取该气体发生的化学方程式是______．此装置还可以制取______气体，制气反应的化学方程式是______ 2H₂O+O₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）根据二氧化碳能溶于水且能与水反应生成碳酸，进行分析解答；
根据实验室制取二氧化碳的具体操作步骤和注意事项分别是：连→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品；注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→收集，进行解答；
（2）根据装置的气密性的检查方法，进行解答；
根据化学方程式的书写步骤：写配注等，写出反应方程式；依据气体制取的反应原理进行解答；
（3）根据收集方法排水法及弯管伸入试管内的注意事项：伸入试管内的弯管不易太长，否则收集不满试管；
（4）在加入Na₂CO₃溶液的过程中，开始时没有发现沉淀生成，说明碳酸钠并没有和氯化钙反应，滤液中的溶质除含有CaCl₂外，还含有盐酸，由图意，Na₂CO₃溶液与氯化钙溶液全部反应，生成5 g碳酸钙沉淀，要计算碳酸钠溶液中溶质的质量分数，可根据生成沉淀的质量为5g，求出碳酸钠的质量，而这些碳酸钠是20g碳酸钠溶液中的碳酸钠的质量，就不难求出质量分数了．
解答：解：（1）根据二氧化碳能溶于水且能与水反应生成碳酸，因此排空气法先集满；
根据实验室制取二氧化碳的具体操作步骤和注意事项可得，操作过程中合理的排列顺序是：①③⑤④②（或③①⑤④②）；
（2）根据装置的气密性的检查方法：先将大试管与带导管的单孔胶塞连接，再将导管末端浸入水中，然后用手捂住试管一会儿，导管口有气泡，放手后导管内倒吸入一段水柱；
根据化学方程式的书写步骤：写配注等，制取二氧化碳反应方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 
依据气体制取的反应原理该发生装置还可制取氧气，反应方程式为：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
原因为：该反应为固体和液体不需加热的反应，与制二氧化碳的反应状态和条件相同，故可用制二氧化碳的装置（其他合理解答均可）；
（3）根据收集方法排水法及弯管伸入试管内的注意事项：伸入试管内的弯管不易太长，否则收集不满试管；
故选AC；
（4）分析1：在加入Na₂CO₃溶液的过程中，开始时没有发现沉淀生成，说明碳酸钠并没有和氯化钙反应，滤液中的溶质除含有CaCl₂外，还含有盐酸，含有的微粒是：H⁺、Cl^-、H₂O；
向该“混合液”中加入 碳酸钙固体可变成主要含氯化钙的中性溶液；
分析2：分析图意，Na₂CO₃溶液与氯化钙溶液全部反应，生成5 g碳酸钙沉淀
  设：20gNa₂CO₃溶液中溶质的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl 
106          100
x             5g
 
X═5.3g  
该Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数为 ×100%=26.5%；
故答案为：
（1）①③⑤④②（或③①⑤④②）
（2）先将大试管与带导管的单孔胶塞连接，再将导管末端浸入水中，然后用手捂住试管一会儿，导管口有气泡，放手后导管内倒吸入一段水柱；
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 氧气；2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
该反应为固体和液体不需加热的反应，与制二氧化碳的反应状态和条件相同，故可用制二氧化碳的装置（其他合理解答均可）
（3）AC
（4）分析1：H⁺、Cl^-  H₂O； 碳酸钙固体；
     分析2：26.5%．
点评：本题考查学生对制取气体的反应原理、收集方法的理解与掌握；根据反应的化学方程式能表示反应中各物质的质量关系，由反应中某物质的质量可计算出反应中其它物质的质量．