问题 填空题

在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1~10nm之间).下图所示A~E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答问题.

(1)实验室制备NH3的反应方程式:_______________________________;

(2)实验室制取、收集干燥的NH3,需选用上述仪器装置的接口连接顺序是(选填字母):a接                接h;

(3)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时,应先通入的气体是           ,试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式                               

(4)在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下,CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降,若CO2过量溶液中大量存在的离子有(不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子)________________,

(5)取反应后去除了CaCO3的溶液分别做以下实验,下列实验判断合理的是:_________.

A.滴加少量Na2CO3溶液,若有沉淀说明CO2一定不足

B.滴加少量盐酸,若有气泡,CO2一定过量

C.测量溶液pH,若大于7,CO2一定不足量

D.滴加少量BaCl2溶液,若无沉淀,CO2一定没有过量(6)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级    

答案

(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(2)d,e,g,f

(3)NH3  Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4+

(4)Ca2+   HCO3-    NH4+  Cl-  (5)B  (6)取少量样品和水混合形成分散系,用一束光照射,若出现一条光亮的通路,则是纳米级,否则不是。

题目分析:(1)实验室制氨气采用氯化铵和氢氧化钙加热制得,生成氯化钙、氨气和水,反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。

(2)实验室制备纯净干燥气体的装置依次为:发生装置、净化和干燥装置、收集装置和尾气处理装置。实验室制取氨气采用固体、固体加热型装置,应选A为发生装置;生成物中含有水,氨气溶于水显碱性,应选择碱石灰等固体干燥剂来吸收水蒸气,固体干燥剂一般盛放在干燥管或U形管中,故选C;氨气极易溶于水,且密度比空气小,应采用向下排空气法收集,故选E;氨气有刺激性气味,有毒,不能直接排放到空气中;氨气极易溶于水,所以尾气处理应采用防止倒吸装置,故选D;注意干燥管的使用原则是大口进小口出;所以仪器装置的接口连接顺序是d、e、g、f。

(3)氨气极易溶于水,二氧化碳不易溶于水,所以应先通入氨气;氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,利于吸收更多的二氧化碳,提高纳米级碳酸钙的产量;二氧化碳能和氨水反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵,离子方程式为:Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4+

(4)若通入过量CO2发生的反应为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,

CO2+ CaCO3+ H2O =2Ca(HCO3)2,溶液中大量存在的离子有Ca2+ 、HCO3- 、NH4+和 Cl-

(5)CO2过量滤液中含有Ca2+ 、HCO3- 、NH4+和 Cl-,CO2不足,滤液中含有Ca2+ 、NH4+、 Cl-和氨水。A、滴加少量Na2CO3溶液,有沉淀CO2可能不足也可能过量,错误;B、滴加少量盐酸,若有气泡,CO2一定过量,正确;C、CO2不足或过量,滤液都可能显碱性,pH大于7,错误;D、CO2不足或过量,滴加少量BaCl2溶液,均无沉淀生成,错误;

(6)碳酸钙样品颗粒如果为纳米级,将颗粒分散到水中能形成胶体,运用胶体的丁达尔效应判断,答案为:取少量样品和水混合形成分散系,用一束光照射,若出现一条光亮的通路,则是纳米级,否则不是。

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