Question

13．某同学对实验室制取CO₂的实验进行探究．
（1）实验室制取CO₂不用浓盐酸的原因是浓盐酸具有挥发性，会使制取的二氧化碳不纯？
（2）实验结束后，为确定反应后溶液的成分，某同学提出可滴加酚酞进行确定．该同学设计方案是否合理？请说明理由不合理，反应后溶液可显酸性或者中性，都不能使酚酞变色．
（3）另取少量反应后溶液，向其中逐滴加入Na₂CO₃溶液，溶液pH变化如图所示．
BC段的现象是产生白色沉淀．
向C点溶液中加入硝酸银溶液，发生的反应方程式为NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓．
（4）某同学将CO₂通入NaOH溶液中，无明显现象，请设计实验证明两者发生了反应取少量反应后的溶液，滴加足量稀盐酸，若产生气泡，说明发生了反应（合理即可）．
（5）为测定用石灰石的纯度，现取12.5g石灰石样品，加入50g稀盐酸，完全反应后剩余物质质量为58.1g，求石灰石样品的纯度80%．

Answer 1

分析 （1）浓盐酸具有挥发性，会使制取的二氧化碳不纯
（2）实验结束后，为确定反应后溶液的成分，某同学提出可滴加酚酞进行确定．由于酚酞只有遇到碱才变成红色，中性和酸性都不变色，而给定溶液可能酸性也可能是中性，所以不能检测．
（3）根据图可知，起始阶段没有沉淀产生，说明此时溶液为酸性，随着碳酸钠的不断加入，酸被完全反应，继续加入碳酸钠，则生成碳酸钙沉淀，C点时恰好完全反应，此时溶质只有氯化钠，所以加入硝酸银生成氯化银沉淀和硝酸钠．
（4）某同学将CO₂通入NaOH溶液中，无明显现象，请设计实验证明两者发生了反应，是证明生成的产物为碳酸钠，而不适合用检测溶液酸碱性或者pH
（5）根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了二氧化碳，所以可以求算二氧化碳的质量，根据二氧化碳和对应的化学方程式求算碳酸钙和HCl的质量，进而求算对应的质量分数．

解答 解：
（1）实验室制取CO₂不用浓盐酸的原因是 浓盐酸具有挥发性，会使制取的二氧化碳不纯？
（2）实验结束后，为确定反应后溶液的成分，由于此时可能是恰好完全反应，也可能是盐酸过量，而酚酞遇到酸性或者中性溶液时都不能变色，所以不能用酚酞确定溶液的成分．
（3）另取少量反应后溶液，向其中逐滴加入Na₂CO₃溶液，溶液pH变化如图所示．开始是酸性，所以溶液应该是盐酸和氯化钙的混合物，所以开始阶段有气泡生成，BC段是盐酸反应完全，而氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，所以对应的现象是产生白色沉淀．C点是盐酸和氯化钙都已经完全转化为氯化钠，所以加入硝酸银时氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠．
（4）某同学将CO₂通入NaOH溶液中，由于反应生成碳酸钠，所以设计实验证明两者发生了反应，实际上是证明碳酸钠的存在，也就是检验碳酸根，可以加入酸转化为气体，也可以加入可溶性钙盐、钡盐、氢氧化钙或者氢氧化钡等，合理即可．
（5）根据质量守恒定律可得，二氧化碳的质量=12.5g+50g-58.1=4.4g
该石灰石样品中碳酸钙的质量为x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                    44
x                                          4.4g
$\frac{100}{44}$=$\frac{x}{4.4g}$
x=10g
石灰石样品的纯度为$\frac{10g}{12.5g}$×100%=80%．
故答案为：
（1）浓盐酸具有挥发性，会使制取的二氧化碳不纯；
（2）不合理，反应后溶液可显酸性或者中性，都不能使酚酞变色．
（3）产生白色沉淀． NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓．
（4）取少量反应后的溶液，滴加足量稀盐酸，若产生气泡，说明发生了反应（合理即可）．
（5）80%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．