Question

在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1~10nm之间）．下图所示A~E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题．

（1）实验室制备NH₃的反应方程式：_______________________________；

（2）实验室制取、收集干燥的NH₃，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是（选填字母）：a接     ，     接     ，     接h；

（3）向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是            ，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式                                ；

（4）在浓CaCl₂溶液和NH₃用量正确的情况下，CO₂不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO₂过量溶液中大量存在的离子有（不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子）________________,

（5）取反应后去除了CaCO₃的溶液分别做以下实验，下列实验判断合理的是：_________．

A．滴加少量Na₂CO₃溶液，若有沉淀说明CO₂一定不足

B．滴加少量盐酸，若有气泡，CO₂一定过量

C．测量溶液pH，若大于7，CO₂一定不足量

D．滴加少量BaCl₂溶液，若无沉淀，CO₂一定没有过量

（6）试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级    

 

Answer 1

【答案】

（1）Ca(OH)₂+2NH₄ClCaCl₂+2NH₃↑+2H₂O（2）d,e,g,f

（3）NH₃  Ca²⁺+2NH₃+H₂O+CO₂=CaCO₃↓+2NH₄⁺

（4）Ca²⁺    HCO₃^-     NH₄⁺  Cl^-   （5）B   （6）取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是。

【解析】

试题分析：（1）实验室制氨气采用氯化铵和氢氧化钙加热制得，生成氯化钙、氨气和水，反应方程式为Ca(OH)₂+2NH₄ClCaCl₂+2NH₃↑+2H₂O。

（2）实验室制备纯净干燥气体的装置依次为：发生装置、净化和干燥装置、收集装置和尾气处理装置。实验室制取氨气采用固体、固体加热型装置，应选A为发生装置；生成物中含有水，氨气溶于水显碱性，应选择碱石灰等固体干燥剂来吸收水蒸气，固体干燥剂一般盛放在干燥管或U形管中，故选C；氨气极易溶于水，且密度比空气小，应采用向下排空气法收集，故选E；氨气有刺激性气味，有毒，不能直接排放到空气中；氨气极易溶于水，所以尾气处理应采用防止倒吸装置，故选D；注意干燥管的使用原则是大口进小口出；所以仪器装置的接口连接顺序是d、e、g、f。

（3）氨气极易溶于水，二氧化碳不易溶于水，所以应先通入氨气；氨气溶于水生成氨水，溶液呈碱性，利于吸收更多的二氧化碳，提高纳米级碳酸钙的产量；二氧化碳能和氨水反应生成碳酸铵，碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵，离子方程式为：Ca²⁺+2NH₃+H₂O+CO₂=CaCO₃↓+2NH₄⁺。

（4）若通入过量CO₂发生的反应为：CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl，

CO₂+ CaCO₃+ H₂O =2Ca(HCO₃)₂，溶液中大量存在的离子有Ca²⁺ 、HCO₃^- 、NH₄⁺ 和 Cl^-。

（5）CO₂过量滤液中含有Ca²⁺ 、HCO₃^- 、NH₄⁺ 和 Cl^-，CO₂不足，滤液中含有Ca²⁺ 、NH₄⁺ 、 Cl^-和氨水。A、滴加少量Na₂CO₃溶液，有沉淀CO₂可能不足也可能过量，错误；B、滴加少量盐酸，若有气泡，CO₂一定过量，正确；C、CO₂不足或过量，滤液都可能显碱性，pH大于7，错误；D、CO₂不足或过量，滴加少量BaCl₂溶液，均无沉淀生成，错误；

（6）碳酸钙样品颗粒如果为纳米级，将颗粒分散到水中能形成胶体，运用胶体的丁达尔效应判断，答案为：取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是。

考点：考查氨气的实验室制法、侯德榜制碱法原理、离子检验和胶体的性质