Question

1．如图A～F是实验室制备某些常见气体的装置示意图．

（1）实验室制备CO₂的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑可用的发生装置有：BCDEF（选填上图字母序号）．
（2）装置E或F相对于装置C在操作方面的优势为：可以使反应随时发生随时停止．
（3）排水法收集与排空气法收集CO₂的比较（分别用体积相同的2个集气瓶收集）

比较项目	排水法	向上排空气法
收集方法可行性分析	CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率．	CO2密度比空气大，且不与空气发生反应．
收集过程分析	集满现象：集气瓶口有气泡冒出．	“验满”分析：因气体无色，故集满与否较难确定．即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭，也难以证明空气完全排尽．
向收集到的CO2的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水，并振荡	先浑浊后变澄清所需时间较短．	先浑浊后变澄清所需时间较长．
由上述实验可得结论	①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集；②用排水法收集到的二氧化碳比较纯净．

（4）实验时，向盛有石灰石的试管中加入足量稀盐酸后，发现石灰石表面仅有极少量气泡产生，可能的原因是石灰石中碳酸钙的含量过低或稀盐酸的浓度过低（写一种）．
（5）若实验室需制备2.2L CO₂，则理论上需纯度为80%的石灰石的质量是多少？（假设该状态下CO₂的密度为2g．L^-1）．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）实验室通常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应制取二氧化碳，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，写出反应的方程式；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；
（2）根据装置E或F和C装置制取气体的过程考虑优点；
（3）根据选择气体收集方法的依据和收集气体时的操作注意事项进行分析；
（4）根据反应物的角度分析产生二氧化碳少的原因；
（6）可首先二氧化碳的体积换算成质量，利用化学方程式，列出比例式进行求解碳酸钙的质量，然后利用质量分数求出石灰石的质量．

解答 解：（1）实验室通常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应制取二氧化碳，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
发生装置属于固液常温型，所以可以选择简易装置B及改进的装置CDF和启普发生器E；
（2）装置E或F可以通过控制活塞的开关从而控制反应的发生和停止，相对于装置C在操作方面的优势为：可以使反应随时发生随时停止；
（3）能用向上排空气法收集的气体必须满足密度比空气大，不与空气发生反应等条件；用排水法收集气体时，当看到集气瓶口有气泡冒出，说明集气瓶中的水已排完，气体已收集满；通过实验分析可知，二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集，用排水法收集二氧化碳时能看到什么时候收集满，而用向上排空气法则不能，因而用排水法收集到的二氧化碳比较纯净；

比较项目	排水法	向上排空气法
收集方法可行性分析	CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率．	CO2密度比空气大，且不与空气发生反应．
收集过程分析	集满现象：集气瓶口有气泡冒出．	“验满”分析：因气体无色，故集满与否较难确定．即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭，也难以证明空气完全排尽．
向收集到的CO2的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水，并振荡	先浑浊后变澄清所需时间较短．	先浑浊后变澄清所需时间较长．
由上述实验可得结论	①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集；②用排水法收集到的二氧化碳比较纯净．

（4）实验时，向盛有石灰石的试管中加入足量稀盐酸后，发现石灰石表面仅有极少量气泡产生，原因可能是石灰石中碳酸钙的含量过低或稀盐酸的浓度过低；
（5）解：设碳酸钙的质量为x
m（CO₂）=2克/L×2.2L=4.4克  
CaC0₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂0
100               44
x                 4.4g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g
石灰石的质量为$\frac{10g}{80%}$=12.5g
答：理论上需纯度为80%的石灰石12.5g．
故答案为：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，BCDEF；
（2）可以使反应随时发生随时停止；
（3）

比较项目	排水法	向上排空气法
		不与空气发生反应．
	集气瓶口有气泡冒出．
	①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集；②用排水法收集到的二氧化碳比较纯净．

（4）石灰石的纯度不高或稀盐酸的浓度很小；
（5）12.5g．

点评 本题综合考查了实验室制取二氧化碳的装置特点和根据化学方程式进行的计算，要根据已有知识进行灵活运用，只有这样才能完整准确的完成题目