题目内容
14.纳米碳酸钙是一种重要的无机化工产品,如图是某厂生产纳米碳酸钙的工艺流程.请回答下列问题:
(1)沉淀池中发生的主要化学反应为:CO2+2NH3+CaSO4+H2O═CaCO3↓+(NH4)2SO4
(2)操作Ⅰ的名称是过滤,在实验室里进行操作I需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗.
(3)纳米碳酸钙粗品洗涤的目的是除去表面的可溶性杂质,检验是否洗净的方法:在最后一次洗涤液中加入氯化钡(填所需试剂),若无明显现象则可说明已洗净.
(4)(NH4)2SO4晶体可用作氮肥 (写一种用途).上述生产工艺中得到的 (NH4)2SO4晶体中可能会有(NH4)2CO3杂质,请设计实验证明晶体中是否含有(NH4)2CO3:取少量固体与试管中,加入稀盐酸,若有气泡产生,说明含有碳酸铵.
分析 (1)根据质量守恒定律可知,在化学反应前后原子个数不变进行分析;
(2)根据液体与固体分离的方法,以及过滤操作用到的玻璃仪器进行分析;
(3)根据操作Ⅰ分离的两种物质考虑表面可能含有的可溶性杂质,根据使纳米碳酸钙粗品除杂质及检验是否除尽考虑;
(4)根据(NH4)2SO4晶体可用作氮肥,碳酸盐和酸反应会生成二氧化碳气体进行分析.
解答 解:(1)生成物中有1个钙原子,1个碳原子,7个氧原子,2个氮原子,8个氢原子,1个硫原子,反应物中有1个碳原子,6个氧原子,2个氮原子,6个氢原子,1个钙原子,切割碳原子,所以横线处的物质是H2O;
(2)碳酸钙粗品属于固体不溶物,硫酸铵溶液属于液体,把不溶于液体的固体和液体分离的方法就是过滤,过滤用到的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒;
(3)由于碳酸钙粗品是从硫酸铵溶液中过滤出来的,所以表面可能含有的可溶性杂质是硫酸铵,如果硫酸钙过量的话,表面可能含有硫酸钙;把碳酸钙粗品表面含有的可溶性杂质硫酸铵除掉的方法是用水清洗,检验是否还含有硫酸铵,可以利用检验硫酸根离子,使用氯化钡,氯化钡能与硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀,有沉淀说明没除净,没有沉淀说明除净了;
(4)(NH4)2SO4晶体可用作氮肥,上述生产工艺中得到的 (NH4)2SO4晶体中可能会有(NH4)2CO3杂质,设计实验证明晶体中是否含有(NH4)2CO3:取少量固体与试管中,加入稀盐酸,若有气泡产生,说明含有碳酸铵.
故答案为:(1)H2O;
(2)过滤,漏斗;
(3)除去表面的可溶性杂质,氯化钡;
(4)取少量固体与试管中,加入稀盐酸,若有气泡产生,说明含有碳酸铵.
点评 解答本题关键是要熟悉方程式的写法,过滤操作能达到的目的,熟悉过滤操作中使用的仪器,知道氯离子的检验方法和氯化铵的用途.
| A. | 氯化钠溶液 | B. | 氢氧化钠溶液 | C. | 纯碱溶液 | D. | 稀硫酸 |
①ClO2 ②HCl ③HClO3 ④Cl2.
| A. | ①③④② | B. | ②④①③ | C. | ③①④② | D. | ④②①③ |
| A. | 符合上述反应过程的顺序是③①② | |
| B. | 此反应有化合物参加 | |
| C. | 原子在化学变化中是可分的 | |
| D. | 对应化合反应方程式为2N+3H2$\stackrel{氧化剂}{→}$2NH3 |
[提出问题]如何利用石灰石样品(其成分是CaCO3和SiO2,SiO2不与盐酸反应)与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积,并处理数据.
[实验设计]通过如图1两个实验分别测定CO2的质量和体积.
[分析与表达](1)上述两个实验中,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.
(2)实验I中,将小烧杯中的稀盐酸分几次加多余空入到大烧杯中,并不断搅拌,判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是电子天秤读数不再改变.
(3)实验II中,先连接好多余空装置,再检查装置气密性(填操作名称),然后装好药品,最后将10mL稀盐酸快速推入烧瓶中.若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是
烧瓶内气压增大,稀盐酸难以完全推入烧瓶中.
[记录与处理](4)已知实验I反应前的总质量[m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)],要计算生成CO2的质量,至少还需要的数据是A.C.
A.m(小烧杯) B.m(大烧杯) C.m(大烧杯+反应后剩余物)
(5)实验II的实验记录如表(表中数据在相同温度、相同压强条件下测定):
| 时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 注射器读数/mL | 60.0 | 85.0 | 88.0 | 89.0 | 89.5 | 89.8 | 89.9 | 90.0 | 90.0 | 90.0 |
[探索与拓展]
(6)为进一步研究该样品的组成,上述小组同学将100g稀盐酸分5次加入到35g石灰石样品中,得到如表部分数据和如图2图象.
| 次 数 | 第1次 | 第2次 | 第3次 |
| 加入稀盐酸的质量/g | 20 | 20 | 20 |
| 剩余固体的质量/g | 30 | a | 20 |
②石灰石样品中SiO2的质量为15g.
③所用稀盐酸中溶质的质量分数.
④10%的CaCl2溶液可作路面保湿剂多余空.欲将第5次实验后的溶液配成10%的CaCl2溶液,可先向此溶液中加入足量的石灰石粉末,完全反应后过滤,这时还需要向滤液中加入水多少克?(假设实验过程中溶液损失忽略不计)
| A. | 样品中一定没有CuSO4、CaCl2 | |
| B. | 样品中一定含有KNO3,可能含有NaHCO3 | |
| C. | 样品中一定含有NaHCO3,可能含有KNO3 | |
| D. | 所加的稀硫酸溶质的质量分数,一定大于9.8% |