Question

18．在一次小组活动中，同学们收集了一些碎鸡蛋壳和废电池的锌皮，并配制了澄清的石灰水，想利用这些物质做实验．老师为同学们准备了如图1所示用品．

（1）请写出制备并收集二氧化碳气体需要的仪器（填序号）①④⑤⑦．
（2）写出利用以上物质制二氧化碳的化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）为了验证二氧化碳的性质，某同学设计了如下一组实验．取四朵用石蕊试液染成的紫色的干燥纸花，分别按图2进行实验．完成下列问题：
（1）观察到纸花的颜色变化是：
Ⅰ．纸花变红，Ⅱ．纸花不变色，Ⅲ．纸花不变色，Ⅳ．纸花变红．
（2）该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明什么？
（3）该同学进行四组对比实验的目的是什么？
（4）写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式：CO₂+H₂O═H₂CO₃．
（5）将12克的大理石放入盛有20克的稀盐酸的烧杯中恰好完全反应（大理石中的杂质不溶于水，也不与稀盐酸反应）．反应后烧杯中剩余物质的总质量为27.6克，试求：
（1）该反应生产二氧化碳的质量．
（2）大理石中碳酸钙的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据实验室制取并收集二氧化碳气体需要的仪器选择；
（2）根据实验室中制取二氧化碳的原理来分析；
（3）根据二氧化碳进行分析，酸性溶液能使紫色石蕊试液变成红色，水和二氧化碳不能使紫色石蕊试液变色．
（4）根据反应前后的质量差求出生成二氧化碳的质量，根据化学方程式可求得参加反应的碳酸钙的质量，进而可求大理石中碳酸钙的质量分数；

解答 解：（1）实验室用石灰石和稀盐酸反应，不需要加热，则从图中选出制取并收集二氧化碳气体需要的仪器是①④⑤⑦．故填：①④⑤⑦；
（2）实验室中制取二氧化碳用大理石或石灰石与稀盐酸反应，大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①稀盐酸是酸性溶液，能使石蕊试液变红，水和二氧化碳不能使石蕊试液变色，二氧化碳的水溶液能使石蕊试液变红，所以在Ⅱ中纸花不变色，在Ⅳ中纸花变红．
②盐酸使紫色石蕊试液变红，水不能使紫色石蕊试液变红，该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明了酸性溶液能使石蕊变红；
③该同学进行四组对比实验的目的是：二氧化碳能与水反应生成了碳酸．
④在实验Ⅳ中二氧化碳能与水反应生成了碳酸，发生反应的化学方程式为：CO₂+H₂O═H₂CO₃．
故答案为：①纸花不变色，纸花变红；②酸性溶液能使石蕊变红；③二氧化碳能与水反应生成了碳酸；④CO₂+H₂O═H₂CO₃．
（4）①由题意可知，反应后生产二氧化碳的质量为：12g+20g-27.6g═4.4g
②设参加反应的碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
 100                                   44
    x                                   4.4g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10g
则大理石中碳酸钙的质量分数为$\frac{10g}{12g}$×100%≈83.3%
答：①该反应生产二氧化碳的质量是4.4g．
②大理石中碳酸钙的质量分数约为83.3%．

点评 本题主要考查探究二氧化碳与水的反应，难度不大，完成此题，可以依据已有的知识进行．此题是对化学方程式计算的考查题，利用质量守恒定律求出反应放出二氧化碳的质量是进行后面计算的基础，体现出运用知识分析问题的能力．