Question

4．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w的相關(guān)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
Ⅰ．取一個(gè)三通管（三個(gè)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(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙（濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙遇到酸性物質(zhì)會(huì)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(kāi)分液漏斗的活塞，使石灰石與稀鹽酸接觸，觀察到相關(guān)現(xiàn)象后，停止實(shí)驗(yàn)．
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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
注：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不考慮反應(yīng)過(guò)程中水分和HCl氣體的揮發(fā)，且圖1中產(chǎn)生的氣流較緩慢
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ步驟中三通管內(nèi)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是b處濕潤(rùn)的藍(lán)色濕潤(rùn)試紙變紅；由此說(shuō)明二氧化碳?xì)怏w具有二氧化碳密度大于空氣、二氧化碳能與水反應(yīng)的性質(zhì)．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ步驟中一定發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑；
（3）若不改變圖1的實(shí)驗(yàn)裝置，還要驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質(zhì)，需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是取一根燃著的小木條放在b導(dǎo)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(yīng)．有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：（假設(shè)石灰石樣品中雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng)也不溶于水，且不考慮反應(yīng)過(guò)程中水分和HCl氣體的揮發(fā)）

	反應(yīng)前		反應(yīng)后
實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)	燒杯和稀鹽酸的質(zhì)量	石灰石樣品的質(zhì)量	燒杯和其中混合物的質(zhì)量
	150g	12g	157.6g

②反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g．
②該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.3%（結(jié)果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）藍(lán)色石蕊試紙遇酸變紅，根據(jù)b端試紙變紅現(xiàn)象來(lái)推斷二氧化碳的性質(zhì)；
（2）根據(jù)反應(yīng)規(guī)律和書(shū)寫(xiě)原則完成化學(xué)方程式；
（3）驗(yàn)證二氧化碳不燃燒不支持燃燒的性質(zhì)，可以通過(guò)燃著的木條熄滅來(lái)證明．
（4）石灰石中的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)放出氣體二氧化碳，恰好完全反應(yīng)后所剩余物質(zhì)的質(zhì)量小于反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量和，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，質(zhì)量的差即為反應(yīng)所放出二氧化碳的質(zhì)量；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用生成二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量；碳酸鈣的質(zhì)量與樣品質(zhì)量比即樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：
（1）根據(jù)二氧化碳的密度和與水反應(yīng)生成碳酸的性質(zhì)可推知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙B變紅色；由此說(shuō)明二氧化碳?xì)怏w具有 密度比空氣大、能與水反應(yīng)生成碳酸的性質(zhì)．
（2）碳酸受熱易分解生成二氧化碳和水，化學(xué)反應(yīng)方程式是 H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑；
（3）要驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w具有不能燃燒、也不能支持燃燒的性質(zhì)，需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是 取一根燃著的小木條放在b導(dǎo)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(dǎo)管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅．
（4）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量=150g+12g-157.6g=4.4g
故答案為：4.4；
②設(shè)恰好完全反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)碳酸的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{10g}{12g}$×100%≈83.3%
答案：
（1）b處濕潤(rùn)的藍(lán)色濕潤(rùn)試紙變紅；二氧化碳密度大于空氣，二氧化碳能與水反應(yīng)
（2）H₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑
（3）取一根燃著的小木條放在b導(dǎo)管口，發(fā)現(xiàn)小木條熄滅
（4）①4.4g  ②83.3%

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考查了二氧化碳的重要性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)較新穎，同學(xué)們要透過(guò)現(xiàn)象看到本質(zhì)，此題難度中等．關(guān)于計(jì)算則是利用質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量+所加稀鹽酸的質(zhì)量-生成氣體二氧化碳的質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行的求解．