Question

3．实验室选用以下装置制取纯净、干燥的CO₂，并进一步探究CO₂的性质．
（1）A装置中反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）要制取纯净、干燥的CO₂，应选用的装置中导管接口从左到右的连接顺序为agfedh．
（3）利用A装置还可以制取其他气体，有关反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑）（写出一个即可）
（4）某同学在收集满CO₂的集气瓶中放入燃烧的钠，发现钠继续燃烧，充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体．
[做出猜想]白色固体的成分可能为：
a．氧化钠　　　b．碳酸钠　　c．氧化钠和碳酸钠的混合物　　　d．氢氧化钠　　　
请指出以上不合理的猜想并说明理由：d，反应物中没有氢元素．
[查阅资料]氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠；碳酸钠溶液呈碱性．
[实验探究]取少量该样品溶于水，将溶液分成两份，一份中加入酚酞溶液，变红；另一份先加入过量CaCl₂溶液，出现白色沉淀，过滤，向滤液里加酚酞溶液，无明显现象．
[得出结论]白色固体的成分为碳酸钠．
（5）氢氧化钠在工业中常用于吸收含有氯气的废气．氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠（NaClO）和另一种氧化物．若要吸收71g氯气．理论上需要20%的氢氧化钠溶液的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析；
（2）用稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳，碳酸氢钠溶液吸收挥发出来的氯化氢气体、浓硫酸可以吸收二氧化碳中的水蒸气，并不与二氧化碳反应，二氧化碳能溶于水且密度比空气大，据此选择收集装置去分析；
（3）根据可利用A装置的特点制取其他气体（如氧气）等其他气体分析作答；
（4）[做出猜想]根据质量守恒定律来分析解答；
[得出结论]氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液都是显碱性的溶液，都能够使酚酞试液变红色；碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠；
（5）根据化学方程式进行分析计算解答．

解答 解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）装置A适用于“固+液 常温型”制取气体，故A装置中的可以通过稀盐酸与碳酸钙反应来制取二氧化碳．盐酸易挥发，所以装置A与盛有吸收氯化氢气体的碳酸氢钠溶液（除去二氧化碳气体中混有氯化氢气体，同时又生成二氧化碳）的装置D连接，然后制取的气体通过盛有浓硫酸（浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂）的C装置，可以得到干燥的二氧化碳气体，气体均为长管进，短管出；因为二氧化碳的溶于水且密度比空气大，所以可以采取向上排空气法收集；故填：agfedh；
（3）利用A装置还可以制取氧气、氢气等其他气体，A装置制取气体的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以是过氧化氢溶液和二氧化锰反应生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．锌粒与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑）；
（4）[做出猜想]白色固体的成分可能为：a．氧化钠、b．碳酸钠、c．氧化钠和碳酸钠的混合物、d．氢氧化钠；因为化学小组的同学在收集满CO₂的集气瓶中放入燃烧的钠，钠继续燃烧，参加反应的物质均不含氢元素，所以猜想d（氢氧化钠）是不合理的；故填：d，反应物中没有氢元素；
[得出结论]取少量样品溶于水，将溶液分成两份，一份加入酚酞溶液，变红，说明溶液显碱性；另一份先加入过量的CaCl₂溶液，出现白色沉淀，过滤，向滤液里加酚酞溶液，无明显现象，所以说明溶液中含有碳酸根离子，白色固体的成分为碳酸钠；故填：碳酸钠；
（5）设理论上需要20%的氢氧化钠溶液的质量为x，则
2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O
   80      71
20%x    71g
$\frac{80}{71}=\frac{20%x}{71g}$
x=400g
答：理论上需要20%的氢氧化钠溶液的质量为400g．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．