Question

納米碳酸鈣廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、化學(xué)建材、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑等行業(yè)。在濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級(jí)碳酸鈣。某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)下圖所示裝置，制取該產(chǎn)品。D中裝有蘸稀硫酸的脫脂棉，圖中夾持裝置已略去。

Ⅰ.可選用的藥品有：

a．石灰石  b．飽和氯化鈣溶液  c．6 mol/L鹽酸  d．氯化銨  e．氫氧化鈣

（1）A中制備氣體時(shí)，所需藥品是（選填字母序號(hào)）               ；

（2）B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是                               ；

（3）寫出制取氨氣的化學(xué)方程式                                   ；

（4）在實(shí)驗(yàn)過程中，向C中通入氣體是有先后順序的，應(yīng)先通入氣體的化學(xué)式  ；

（5）檢驗(yàn)D出口處是否有氨氣逸出的方法是                           ；

（6）寫出制納米級(jí)碳酸鈣的化學(xué)方程式                               。

（7）若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出，應(yīng)選用下列              裝置回收（填代號(hào)）。

Ⅱ．經(jīng)分析在上述氯化銨樣品中含有雜質(zhì)碳酸氫鈉。為了測定氯化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組又設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程：

試回答：

（1）所加試劑A的化學(xué)式為                                      

（2）B操作方法是                                               

（3）樣品中氯化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為                                    。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）ac（1分）

（2）除去CO₂中的HCl（1分）

（3）2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O（2分）

（4）NH₃（1分）

（5）將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍(lán)，則證明有氨氣逸出；若試紙不變藍(lán)，則證明沒有氨氣逸出。（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近D出口處，若有白煙，則證明有氨氣逸出；若沒有白煙，則證明沒有氨氣逸出。）（2分）

（6）CaCl₂ + H₂O + CO₂ + 2NH₃ ＝ CaCO₃ + 2NH₄Cl（2分）

（7）b（1分）

Ⅱ．

（1）Ca(OH)₂或Ba(OH)₂ （1分）  

（2）過濾（1分）

（3）或

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題設(shè)條件中的裝置圖是固液不加熱型裝置，而且裝置中帶有分液漏斗，為制取二氧化碳的裝置，根據(jù)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，可知裝置中盛放的是碳酸鈣和稀鹽酸，即選擇a、b。（2）B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，起到抑制二氧化碳溶解，除掉氯化氫的作用，原理是：CO₂+H₂OH₂CO₃H++HCO₃^-,當(dāng)溶液時(shí)飽和的碳酸氫鈉溶液時(shí)，溶液中由于存在大量的碳酸氫根離子，是平衡左移，從而起到抑制二氧化碳溶解的作用。（3）制取氨氣的化學(xué)方程式為：2NH₄Cl + Ca(OH)₂  CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O。（4）在實(shí)驗(yàn)過程中，向C中通入氣體應(yīng)當(dāng)先是NH₃，原因是如果先通二氧化碳?xì)怏w，由于氨氣的密度小于二氧化碳，不能充分接觸，造成氨氣浪費(fèi)的較多，因此，應(yīng)先通入氨氣，后通二氧化碳。（5）可根據(jù)氨氣的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行證明，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，也能和氯化氫發(fā)生反應(yīng)，因此正確的答案為：將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍(lán)，則證明有氨氣逸出；若試紙不變藍(lán)，則證明沒有氨氣逸出。（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近D出口處，若有白煙，則證明有氨氣逸出；若沒有白煙，則證明沒有氨氣逸出。）

（6）根據(jù)題意和原子守恒可知，實(shí)際上該化學(xué)反應(yīng)包括2個(gè)化學(xué)反應(yīng)：⑴H₂O + CO₂ + 2NH₃=(NH₄)₂CO₃，⑵

(NH₄)₂CO₃+CaCl₂= CaCO₃ + 2NH₄Cl，最后將2個(gè)化學(xué)方程式合并，即得制納米級(jí)碳酸鈣的化學(xué)方程式為：CaCl₂ + H₂O + CO₂ + 2NH₃ ＝ CaCO₃ + 2NH₄Cl。（7）a、b、c裝置均起不到防倒吸的作用，只有b裝置可以。

Ⅱ．

（1）、（2）從流程圖可以看出在加入試劑A之后，出現(xiàn)濁液，而且濁液經(jīng)過操作B能夠得到沉淀，這說明加入的試劑A是一種能夠與NaHCO₃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的試劑，經(jīng)分析，這種試劑應(yīng)當(dāng)是一種能夠與NaHCO₃發(fā)生反應(yīng)的強(qiáng)堿，如Ca(OH)₂或Ba(OH)₂，由此不難得出結(jié)論，操作B應(yīng)當(dāng)是過濾操作，計(jì)算如下：

根據(jù)C原子守恒可知：

NaHCO₃—CaCO₃

84        100

    

NaHCO₃—BaCO₃

84        197

     

因此，樣品中氯化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：或。

考點(diǎn)：考查二氧化碳和氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全防倒吸裝置的識(shí)別與判斷、物資的分離與提純、化學(xué)計(jì)算。