Question

某化学兴趣小组对“制镁企业不能使用CO₂灭火器作为消防器材”的问题进行探究，请你参与他们的活动．
（1）二氧化碳的制备
用如图所示实验装置制备CO₂，写出仪器M的名称

 

；组装时，若将长颈漏斗换为分液漏斗，其优点是

 

．该实验选用CaCO₃与稀盐酸制取CO₂，请写出反应的化学方程式

 

．
（2）探究镁与二氧化碳的反应
兴趣小组同学将点燃的镁条插入盛满CO₂的集气瓶内，镁条继续剧烈燃烧，生成白色固体并有黑色物质附着于瓶内壁．同学们对镁与CO₂反应的产物继续进行探究．
【提出猜想】猜想Ⅰ：产物是MgO和C；猜想Ⅱ：产物是MgO、MgC₂和C．
【查阅资料】MgO+H₂O=Mg（OH）₂，Mg（OH）₂在热水中溶解度增大；MgC₂+2H₂O=Mg（OH）₂+C₂H₂↑
【实验与分析】为探究白色固体的成分，兴趣小组同学进行了如下实验：
①取少量反应后的固体混合物放入试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想

 

不正确；
②为了验证另一猜想中白色固体成分，请设计一个简单实验．
实验操作

 

；
实验现象

 

．
若该猜想正确，此时Mg与CO₂反应的类型属于

 

．
计算该小组同学用50g稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳气体，恰好完全反应后，得到溶质质量分数为20%的溶液55.5g，则该稀盐酸中溶质质量分数是多少？

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,二氧化碳的实验室制法,有关溶质质量分数的简单计算,反应类型的判定,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）熟练掌握常见的化学仪器名称及用途；根据分液漏斗的作用分析装置的优点；根据二氧化碳的制取原理书写方程式；
（2）【实验与分析】①根据实验现象得出结论；②根据氢氧化镁的溶解性及性质设计实验；根据反应物和生成物的特点分析反应类型；
根据盐酸和石灰石反应生成氯化钙、水和二氧化碳，所以利用氯化钙的质量可以求出盐酸中溶质质量，进而求出该稀盐酸中溶质质量分数．

解答：解；（1）仪器M是锥形瓶；长颈漏斗改为分液漏斗后可以控制稀盐酸的滴加速度和流量，从而控制反应的速率；用CaCO₃与稀盐酸制取CO₂，反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）【实验与分析】①镁与二氧化碳反应后的固体加入足量热水无气体放出，说明没有乙炔产生，即没有碳化镁生成，故猜想Ⅱ不正确；
②另一猜想中的白色固体与热水化合而生成的氢氧化镁在热水中溶解度增大，可取反应后固体与热水反应所得的上层清液滴加酚酞试液，如果变红说明有氢氧化镁的生成，白色固体是氧化镁；因此镁与二氧化碳的反应方程式为；2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C，属于置换反应；
设该稀盐酸中溶质质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
      73    111        
      x     55.5g×20%          

73

x

=

111

55.5g×20%

x=7.3g
该稀盐酸中溶质质量分数=

7.3g

50g

×100%=14.6%
答：该稀盐酸中溶质质量分数为14.6%．
故答案为：（1）锥形瓶；便于控制反应的速率；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）【实验与分析】①Ⅱ；②取步骤①试管中的上层清液，滴加酚酞试液；溶液变红；置换反应．

点评：本题考查了二氧化碳的制法、探究镁和二氧化碳的反应、打破固定的思维重新认识二氧化碳不能助燃的性质，通过分析，能够体现学生的分析问题、结合质量守恒定律解决问题的能力．