Question

CO₂是初中化學重點研究的氣體之一．某化學興趣小組設計了如下實驗來探究CO₂的制取和性質：
（1）該興趣小組用干燥管、燒杯、銅網等設計裝配了一個在實驗室中制取二氧化碳氣體的裝置，如圖所示．在干燥管內的銅網上應盛放

大理石（或石灰石）

；若將銅網換成鐵網，可能產生的后果是

鐵網被腐蝕，制得的CO₂氣體中混有H₂

，其原因是（用化學方程式表示）

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

．
（2）該興趣小組同學將制得的CO₂分別通人澄清石灰水和氫氧化鈉溶液中，他們觀察到前者變渾濁，后者無明顯現象．CO₂和NaOH是否發生了化學反應？1小明設計了甲、乙兩個實驗來驗證CO₂與NaOH發生了化學反應，如圖1所示．實驗現象為：甲--軟塑料瓶變癟，乙--“瓶吞雞蛋”．小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是氫氧化鈉溶液能與CO₂發生反應，瓶內氣壓降低．小雯同學提出質疑，她認為上述實驗還不足以說明CO₂和NaOH發生了反應．其理由是

CO₂能溶于水，也能使瓶內氣壓降低；

．小明同學針對小雯的質疑又補充了一個對照實驗，這個實驗是

將氫氧化鈉溶液換成等體積的水，做同樣的實驗，看現象是否有差別．

（3）該興趣小組同學還發現長久使用的熱水瓶底部有一層水垢，其主要成分是CaCO₃，和稀鹽酸反應也能產生二氧化碳氣體，取200g水垢，加入過量的稀鹽酸，同時測量5分鐘內生成氣體的質量，結果如下表：

時間/min	1	2	3	4	5
質量/g	30	50	60	66	66

試回答下列問題：
①4分鐘后，產生的CO₂不再增加，說明水垢中CaCO₃

已

  （填已或未）反應完全？
②該200g水垢中CaCO₃的質量是多少？

Answer 1

分析：（1）根據鹽酸的性質和二氧化碳的性質，選擇適當的器材，設計合理的裝置．
（2）因為二氧化碳溶于水顯酸性，易于堿性溶液發生反應．
（3）根據已有的知識進行分析，碳酸鈣能與鹽酸反應生成二氧化碳，而氫氧化鎂與鹽酸反應生成的時氯化鎂和水，不生成氣體，根據表格提供的數據即可求得碳酸鈣的質量，從而求得碳酸鈣的含量．

解答：解：（1）在實驗室中用大理石（或石灰石）和稀鹽酸制取二氧化碳，不能將實驗中的銅網換成鐵網，是因為鐵能夠和稀鹽酸反應生成氫氣，化學方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2））①因為CO₂能溶于水，也能使瓶內氣壓降低；因此可將氫氧化鈉溶液換成等體積的水，做同樣的實驗，看現象是否有差別來證明二氧化碳是否與氫氧化鈉發生了反應；
（3）①碳酸鈣能與鹽酸反應生成二氧化碳，而氫氧化鎂與鹽酸反應不生成二氧化碳，當氣體質量不再改變，說明碳酸鈣已經反應完全，所以本題答案為：已； 
②設生成66g二氧化碳需要碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100               44
x                 66g     

100

x

=

44

66g

  x=150g
答：200g水垢中CaCO₃的質量是150g
故答案為：（1）大理石（或石灰石）；鐵網被腐蝕，制得的CO₂氣體中混有H₂；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2）①CO₂能溶于水，也能使瓶內氣壓降低；
將氫氧化鈉溶液換成等體積的水，做同樣的實驗，看現象是否有差別．
（3）①已；②150g

點評：本題考查的是二氧化碳的實驗室制法、化學性質及物理性質、碳酸鹽的檢驗方法、鐵的化學性質，熟練掌握這些知識是解答此題的關鍵．