Question

纳米CaCO₃作为工业上重要的无机填充材料,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨和造纸等行业。某化学兴趣小组在实验室中利用下列装置模拟工业制备纳米CaCO₃.

请回答下列问题:

（1）仪器甲的名称是________,在该实验中,其作用是_____.

（2）将上述接口连接顺序补充完整:a       ；b      ；d       。__________

（3）装置D中选择的试剂是__________(填序号,下同),装置E中选择的试剂是__________

①饱和Na₂CO₃溶液   ②饱和NaHCO₃溶液 ③无水CaCl₂固体    ④碱石灰

（4）装置C中发生反应的离子方程式为__________

（5）随着气体的通入，三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多,但一段时间后,白色沉淀逐渐减少,其可能的原因为_______(结合化学用语解释)。

（6）当生成5g沉淀时,理论上消耗两种气体(标准状况下)的总体积可能为_________

（7）已知:常温下，K_sp(CaCO₃)=2.8×10^-9,K_sp(CaSO₃)=1.4×10^-7。向浓度为1.0mol/L的Na₂SO₃溶液中加入纳米CaCO₃,若使CaCO₃向CaSO₃转化,则该混合液中c(SO₃^2-)/c(CO₃^2-)的值(x)的取值范围为__________。

Answer

干燥管 防止倒吸 fge、c、h ② ③ Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+ CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水 3.36L、7.84L x>50

【解析】根据装置图及使用的试剂可知，A是生成二氧化碳的装置；B是生成氨气的装置；C是生成碳酸钙沉淀的装置；生成的二氧化碳中混有氯化氢，可以通过D装置除去，E装置可以防止未反应的氨气污染空气。

(1)根据图示，仪器甲为干燥管，在该实验中，干燥管可以防止三颈烧瓶中气体的压强变化引起的倒吸，故答案为：干燥管；防止倒吸；

(2)根据上述分析，生成的二氧化碳和氨气通入C中反应生成碳酸钙，通过D除去二氧化碳中的氯化氢，尾气用E吸收，上述接口连接顺序为:a→f→g→e；b→c；d →h，故答案为：f→g→e；c；h；

(3)装置D是除去二氧化碳中的氯化氢，可以选择饱和NaHCO3溶液，装置E是吸收未反应的氨气，可以选用无水CaCl2固体，故答案为：②；③；

(4)装置C中氯化钙和氨气、二氧化碳反应生成氯化铵和碳酸钙，反应的离子方程式为Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+，故答案为：Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+；

(5)碳酸钙能够被过量的二氧化碳转化为碳酸氢钙，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水，因此随着气体的通入，三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多，但一段时间后，白色沉淀逐渐减少，故答案为：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水；

(6)n(CaCl2)=0.2L×0.5 mol/L=0.1mol，5g碳酸钙沉淀的物质的量==0.05mol，根据Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+可知，当氯化钙过量，消耗氨气0.1mol，二氧化碳0.05mol，共消耗气体0.15mol，标准状况下的体积=0.15mol×22.4L/mol=3.36L；但通入的气体过量将生成的部分碳酸钙溶解，则生成0.1mol碳酸钙消耗氨气0.2mol，二氧化碳0.1mol，溶解0.05mol碳酸钙需要消耗0.05mol二氧化碳，共消耗气体0.35mol，标准状况下的体积=0.35mol×22.4L/mol=7.84L，故答案为：3.36L、7.84L；

(7)向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3，若使CaCO3向CaSO3转化需要满足c(SO32-) c(Ca2+)＞Ksp(CaSO3)，即c(SO32-)＞Ksp(CaSO3)，则＞==50，故答案为：x>50。