Question

2．学校化学研究性学习小组的同学为探究炭在氧气中不完全燃烧的产物既有CO又有CO₂，设计如图所示流程进行实验，根据所学知识回答相关问题．

（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是检查装置的气密性；
（2）A装置中澄清石灰水的作用是证明原混合气体中是否有二氧化碳；
（3）实验开始时，必须先通入混合气体一段时间再点燃酒精喷灯加热，目的是排净试管中的空气以防止爆炸事故；
（4）从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是没有尾气处理（吸收）装置．
（5）化学与生活有着密切的联系．某同学观察到长时间使用的热水壶底部有一层水垢，查阅资料发现其主要成分是CaCO₃．想通过实验测定水垢中CaCO₃的含量为多少．他取200g水垢，加入过量的稀盐酸，同时测量5分钟（min）内生成CO₂质量，测量数据如下表：

时间/min	1	2	3	4	5
生成CO2的质量/g	30	50	60	66	66

①4min后，水垢中的CaCO₃是（是、否）反应完全？
②计算该水垢中CaCO₃的质量分数．

Answer 1

分析 （1）为确保实验能够顺利进行，制取气体的装置要检查气密性；
（2）石灰水具有遇二氧化碳变浑浊的特性；
（3）根据一氧化碳的性质和实验原则及要求进行解答；
（4）根据都有一氧化碳，要进行尾气处理考虑；
（5）根据是否继续产生二氧化碳对表中数据进行对比分析，可以确定碳酸钙完全反应时的时间．
由生成二氧化碳的质量根据碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式可以计算出水垢中碳酸钙的质量分数．

解答 解：（1）装置连接好之后，装药品之前必须检查装置的气密性；故填：检查装置的气密性；
（2）石灰水具有遇二氧化碳变浑浊的特性，A装置中澄清石灰水的作用：证明原混合气体中是否有二氧化碳；
故填：证明原混合气体中是否有二氧化碳；
（3）一氧化碳具有可燃性，所以加热四氧化三铁之前需先通一氧化碳，目的是排净试管中的空气以防止爆炸事故．
故填：排净试管中的空气以防止爆炸事故；
（4）因为一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，要对尾气进行点燃处理．
故填：没有尾气处理（吸收）装置；
（5）（1）从测量数据表中看出，4分钟以后，CaCO₃已经反应完全，最后只能产生CO₂气体66g
（2）解：设该水垢中CaCO₃的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                     66g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{66g}$
x=150g
水垢中CaCO₃的质量分数$\frac{150g}{200g}$×100%=75%
答案：①是；②水垢中CaCO₃的质量分数75%．

点评 了解CO具有还原性、CO₂的使石灰水变浑浊的性质；同时还要了解氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳气体．这些都是基础知识，需要同学们了解课本知识．