Question

（2013?昆山市二模）实验室常用石灰石与稀盐酸和以下的某些装置来制取、收集二氧化碳：

（1）实验室通常用图A或图B的装置来制取二氧化碳，图B装置中仪器X的名称是

锥形瓶

，检查图B装置的气密性的方法是

用弹簧夹夹住橡胶管，向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置不漏气

．
（2）对图A装置进行改进可得图C装置．相对图A装置，图C装置的主要优点是便于添加稀盐酸和

可以随时控制反应的发生和停止

．
（3）对图B装置进行改进可得图D装置或图E装置．图E装置中小试管的作用是

形成液封，防止生成的气体逸散到空气中

．
（4）若要方便地制取大量二氧化碳，最常用的是图F装置-启普发生器．实验室中，石灰石放在图F装置中

乙

部位（选填：甲、乙或丙）．
（5）通常情况下二氧化碳密度大于空气，故常用图G装置来收集二氧化碳．若用图H装置来收集二氧化碳，气体应从导管口

②

（选填：①或②）通入．二氧化碳虽然能溶于水，但其在水中的逸出速率大于

溶解（或与水反应）

速率，故也可用排水法收集．
（6）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）．
（7）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

12.5g

（假设该状态下CO₂的密度为2g．L^-1）．

Answer 1

分析：（1）实验室中常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，掌握装置中仪器的名称及作用；检查装置B气密性，具体操作步骤：用弹簧夹夹住橡胶管，向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置不漏气；
（2）改进后的F装置中的有孔塑料板可以把块状固体石灰石与稀盐酸分离开，需要发生反应时使两反应物接触而发生反应，不需要时则控制产生氢气的排出而使管内压强变大，稀盐酸压入长颈漏斗而使反应物脱离接触，达到了控制反应发生和停止的作用；
（3）根据使用长颈漏斗的注意事项分析小试管的作用；
（4）根据启普发生器的结构和作用分析固液的位置；
（5）根据二氧化碳的密度选择进气口；根据二氧化碳与水反应产生碳酸，而碳酸不稳定分析；
（6）从反应物的角度分析产生二氧化碳少的原因；
（7）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）实验室中常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，其中X的名称是锥形瓶；检查装置B气密性具体操作步骤：用弹簧夹夹住橡胶管，向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置不漏气；
故答案为：锥形瓶；用弹簧夹夹住橡胶管，向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置不漏气；
（2）块状固体石灰石置于隔板上，通过活塞的开关可以控制稀盐酸与石灰石的接触与脱离，反应物接触时反应发生，反应物脱离接触时反应停止；
故答案为：可以随时控制反应的发生和停止；
（3）使用长颈漏斗时要求长颈漏斗的末端必须伸入液面以下，否则气体会从长颈漏斗口溢出，因此图E装置中小试管的作用是形成液封，防止生成的气体逸散到空气中，也可以节约药品；
故答案为：形成液封，防止生成的气体逸散到空气中；
（4）固体放置在启普发生器的乙处，液体从甲进入丙处，逐渐和乙处的固体接触，反应发生；
故答案为：乙；
（5）因为二氧化碳的密度比空气大，故二氧化碳应该聚集在集气瓶的底部，故进气口是短管②；二氧化碳虽然能溶于水，和水反应产生碳酸，但碳酸不稳定又易分解出二氧化碳，所以其在水中的逸出速率大于其溶解（或与水反应）速率，故也可用排水法收集；
故答案为：②；溶解（或与水反应）；
（6）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；
故答案为：石灰石中碳酸钙的含量过低或稀盐酸的浓度过低；
（7）解：设碳酸钙的质量为x
m（CO₂）=2g/L×2.2L=4.4g  
CaC0₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂0
100               44
x                 4.4g

100

x

=

44

4.4g

 
x=10g
石灰石的质量为10g÷80%=12.5g
答：理论上需纯度为80%的石灰石12.5g．

点评：此题综合考查了实验室制取二氧化碳的装置特点分析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．