Question

4．某化學興趣小組的同學設計了如下實驗來驗證二氧化碳氣體的相關性質，實驗步驟如下：
Ⅰ．取一個三通管（三個管口都未密封，與空氣相通），在三通管的上部和下部各放一張濕潤的藍色石蕊試紙（濕潤的藍色石蕊試紙遇到酸性物質會變紅）．然后將它與二氧化碳的發(fā)生裝置連接．（如圖1，整套裝置的氣密性良好）
Ⅱ．打開分液漏斗的活塞，使石灰石與稀鹽酸接觸，觀察到相關現(xiàn)象后，停止實驗．
Ⅲ．取下圖1中的三通管，把貼有試紙B的那端放在酒精燈火焰上加熱（如圖2），
觀察實驗現(xiàn)象．
注：整個實驗中不考慮反應過程中水分和HCl氣體的揮發(fā)，且圖1中產生的氣流較緩慢
根據(jù)上述實驗，回答下列問題：
（1）實驗Ⅱ步驟中三通管內產生的實驗現(xiàn)象是b處濕潤的藍色濕潤試紙變紅；由此說明二氧化碳氣體具有二氧化碳密度大于空氣、二氧化碳能與水反應的性質．
（2）實驗Ⅲ步驟中一定發(fā)生的化學反應方程式是H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑；
（3）若不改變圖1的實驗裝置，還要驗證二氧化碳氣體具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質，需要補充的實驗是取一根燃著的小木條放在b導管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅．
（4）取12g石灰石樣品放入盛有105.4g稀鹽酸溶液的燒杯中，恰好完全反應．有關實驗數(shù)據(jù)如下表：（假設石灰石樣品中雜質不與稀鹽酸反應也不溶于水，且不考慮反應過程中水分和HCl氣體的揮發(fā)）

	反應前		反應后
實驗 數(shù)據(jù)	燒杯和稀鹽酸的質量	石灰石樣品的質量	燒杯和其中混合物的質量
	150g	12g	157.6g

②反應中生成二氧化碳的質量為4.4g．
②該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為83.3%（結果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）藍色石蕊試紙遇酸變紅，根據(jù)b端試紙變紅現(xiàn)象來推斷二氧化碳的性質；
（2）根據(jù)反應規(guī)律和書寫原則完成化學方程式；
（3）驗證二氧化碳不燃燒不支持燃燒的性質，可以通過燃著的木條熄滅來證明．
（4）石灰石中的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應放出氣體二氧化碳，恰好完全反應后所剩余物質的質量小于反應前各物質的質量和，根據(jù)質量守恒定律，質量的差即為反應所放出二氧化碳的質量；
根據(jù)反應的化學方程式，利用生成二氧化碳的質量，計算樣品中碳酸鈣的質量；碳酸鈣的質量與樣品質量比即樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)；

解答 解：
（1）根據(jù)二氧化碳的密度和與水反應生成碳酸的性質可推知實驗現(xiàn)象是濕潤的藍色石蕊試紙B變紅色；由此說明二氧化碳氣體具有 密度比空氣大、能與水反應生成碳酸的性質．
（2）碳酸受熱易分解生成二氧化碳和水，化學反應方程式是 H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑；
（3）要驗證二氧化碳氣體具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質，需要補充的實驗是 取一根燃著的小木條放在b導管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅．
故答案為：取一根燃著的小木條放在b導管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅．
（4）①根據(jù)質量守恒定律，反應中生成二氧化碳的質量=150g+12g-157.6g=4.4g
故答案為：4.4；
②設恰好完全反應時參加反應碳酸的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g
該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)=$\frac{10g}{12g}$×100%≈83.3%
答案：
（1）b處濕潤的藍色濕潤試紙變紅；二氧化碳密度大于空氣，二氧化碳能與水反應
（2）H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑
（3）取一根燃著的小木條放在b導管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅
（4）①4.4g  ②83.3%

點評 本題通過設計實驗考查了二氧化碳的重要性質，實驗較新穎，同學們要透過現(xiàn)象看到本質，此題難度中等．關于計算則是利用質量守恒定律，恰好完全反應后溶液的質量=參加反應的碳酸鈣的質量+所加稀鹽酸的質量-生成氣體二氧化碳的質量的關系進行的求解．