Question

16．在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙．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）写出实验室用NH₄Cl制取NH₃的化学方程式：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+H₂O+2NH₃↑；
（2）实验室制取、收集干燥的NH₃，需选用上述仪器装置中的ACED；若选用了C、D，则C中盛放的药品为碱石灰；
（3）向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是NH₃；写出制纳米级碳酸钙的化学方程式：CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl；
（4）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．
答：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．

Answer 1

分析 （1）实验室用加热固体氢氧化钙与氯化铵制取氨气；
（2）制备氨气，可用氯化铵和氢氧化钙在A中加热制备，在C中用碱石灰干燥，用向下排空法在E中收集，用D进行尾气处理；
（3）依据二氧化碳微溶于水，氨气易溶于水的物理性质解答；
（4）碳酸钙样品颗粒如果为纳米级，纳米级的颗粒在胶体范围内，所以根据胶体的性质确定实验方案．

解答 解：（1）氢氧化钙与氯化铵在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，方程式：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+H₂O+2NH₃↑；
故答案为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+H₂O+2NH₃↑；
（2）实验室制取氨气采用固体、固体加热型装置，所以应选A为反应装置；生成物中含有水，氨气属于碱性气体，所以应选择碱性物质吸收水蒸气，C中应盛放碱石灰；氨气极易溶于水，且氨气的密度小于空气的密度，所以应采用向下排空气法收集，则应用E吸收收集气体，且从短管进；氨气有刺激性气味，所以不能直接排空，氨气极易溶于水，所以尾气处理应采用防止倒吸装置，用水吸收即可，用D进行尾气吸收，则连接顺序为ACED，
故答案为：ACED；碱石灰；
（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，二氧化碳是酸性气体，能和碱反应生成碳酸铵，碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl．
故答案为：NH₃；CaCl₂+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl；
（4）碳酸钙样品颗粒如果为纳米级，纳米级的颗粒在胶体范围内，所以具有胶体的性质，运用胶体的丁达尔效应判断；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，
故答案为：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．

点评 本题考查了物质的制备方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高频考点，明确氨气制备原理及性质是解题关键，注意根据反应物的状态、反应条件选取反应装置，根据气体的溶解性、密度选择收集装置，难度中等．