Question

20．如图（Ⅰ）中锥形瓶a内放入43.8g10%的稀盐酸，b是未充气的气球，里边放有4g碳酸钙粉末，将它紧紧套在瓶a口上，胶管c套在瓶的侧口，并用弹簧夹d夹紧（瓶口和侧口都不漏气）．将图Ⅰ的装置在托盘天平上称量，质量为W₁克．根据实验现象填写下列空白：
（1）把气球b中的碳酸钙粉末小心倒入瓶中，立即产生许多气泡，气球逐渐胀大（如图Ⅱ）．反应结束后，再将其称量，质量为W₂克，若不考虑浮力，则W₁和W₂的关系是相等．
（2）取30g质量分数为20%的NaOH溶液，先用滴管取少量NaOH溶液，滴管插入胶管c口（为便于操作，可以适当倾斜瓶a，注意防止漏气）．打开d，将溶液挤入瓶中，立即夹紧d．可以看到瓶内产生少量白色沉淀，轻轻摇动瓶a，沉淀随即消失．用同样方法再加入少量NaOH溶液，又产生白色沉淀，轻摇，沉淀又消失．使沉淀消失的反应的化学方程式是Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O．
（3）将全部NaOH溶液很快加入瓶中，夹紧d，瓶内产生大量白色沉淀，不再溶解．此时瓶内温度升高（填“不变“、“降低“或“升高“）．
（4）继续轻摇瓶a，气球逐渐缩小，直至恢复反应前的下垂状．写出此时发生的反应的化学方程式2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）不考虑浮力，则反应前后装置遵循质量守恒；
（2）氢氧化钙的溶解度较小，生成的沉淀为氢氧化钙，摇动后氢氧化钙与盐酸反应导致沉淀消失；
（3）先根据题干数据计算出HCl、NaOH的物质的量，然后判断过量情况；最后中和反应为放热反应判断温度变化；
（4）继续轻摇瓶a，二氧化碳会与氢氧化钙、氢氧化钠发生反应．

解答 解：（1）反应前后装置中的反应遵循质量守恒，即：W₁=W₂，
故答案为：相等；
（2）溶液中含有氯化钙，氢氧化钙溶解度较小，则加入氢氧化钠溶液后钙离子与氢氧化钠结合生成氢氧化钙沉淀，轻摇后沉淀又与盐酸反应而消失，发生的反应方程式为：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O，
故答案为：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；
（3）43.8g10%的稀盐酸中含有HCl的物质的量为：$\frac{43.6g×10%}{36.5g/mol}$≈0.12mol，30g质量分数为20%的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：$\frac{30g×20%}{40g/mol}$=0.15mol，则混合液中氢氧化钠过量，瓶内不再溶解，产生大量氢氧化钙沉淀，由于中和反应为放热反应，则瓶内温度升高，
故答案为：升高；
（4）产生的二氧化碳会和过量的碱反应，使气压减小，气球变小，反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，
故答案为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．

点评 本题考查了实验装置的综合应用，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握常见元素及化合物性质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．