Question

【題目】某校學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們準備測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。

（提出問題）如何測定石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)？

（實驗設(shè)計）將樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測定反應(yīng)后生成 CO2的體積，再根據(jù)體積換算為質(zhì)量，最后根據(jù) CO2的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量。下圖1為大理石與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)裝置，圖2用于測量 CO2的體積。

(1)寫出圖1中儀器的名稱：②______________

(2)圖1檢查裝置氣密性的方法是：______________。

(3)圖2裝置中油層的作用是______________。

(4)圖1中，長頸漏斗的下端必須伸入液面以下，這樣做的目的是__________________，為便于控制反應(yīng)速率，可用_______________代替長頸漏斗。

(5)___________(填操作方法)可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積。

（實驗拓展）為進一步探究固體狀態(tài)與產(chǎn)生氣體的關(guān)系，同學(xué)們進行了如下實驗：將采集到的樣品用水沖洗后晾干，稱取20.00g樣品平均分成兩份，分別與足量相同質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸反應(yīng)進行下列測定(如圖 3)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到釋放出二氧化碳的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖(如圖4)。

(6)圖3所示實驗中數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是計時器讀數(shù)和____________。

(7)石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。

(8)由圖 4中曲線可以看出，固體物質(zhì)與液體物質(zhì)反應(yīng)，當其他條件相同時，其影響實驗的原因是_____。

(9)試求樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)_________(假設(shè)樣品中其他雜質(zhì)不參加反應(yīng)，不考慮水、氯化氫逸出)。

（反思與評價）

(10)有同學(xué)認為圖3 裝置不能準確測定產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量，原因是___________。

Answer 1

【答案】鐵架臺 連接裝置，關(guān)閉導(dǎo)管止水夾，向長頸漏斗中倒水液封，再加適量水，若形成一段穩(wěn)定水柱，則裝置氣密性良好。（注射器檢驗也可以） 防止CO2溶于水 防止CO2從漏斗口逸散 分液漏斗 調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平 電子天平示數(shù) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 反應(yīng)物接觸面積越大，其反應(yīng)速率越快（反應(yīng)物接觸面積也可） 75% 氣體從錐形瓶口棉花處逸散

【解析】

（1）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；

（2）二氧化碳能夠溶于水，不溶于植物油；

（3）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；

（4）反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；

（5）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和圖中提供的數(shù)據(jù)可以計算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。

（1）圖 1 中儀器的名稱是鐵架臺；

（2）圖 1 檢查裝置氣密性的方法是：雙手緊握試管，過一段時間，若長頸漏斗在試管中的液面上方形成一段水柱，則證明氣密性良好；

（3）二氧化碳能夠溶于水，不溶于植物油，圖2裝置中油層的作用是防止二氧化碳溶于水；

（4）圖 1 中，長頸漏斗的下端必須伸入液面以下，這樣做的目的是形成液封，為便于控制反應(yīng)速率，可用分液漏斗代替長頸漏斗；

（5）上下移動量氣管，使兩邊液面相平，可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積；

（6）圖3所示實驗中數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是計時器讀數(shù)和電子天平的示數(shù)；

（7）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

（8）由圖4中曲線可以看出，固體物質(zhì)與液體物質(zhì)反應(yīng)，當其他條件相同時，反應(yīng)物接觸面積越大，其反應(yīng)速率越快；

（9）由圖 4 中曲線可以看出二氧化碳的質(zhì)量為3.30g，設(shè)10.00g樣品中碳酸鈣質(zhì)量為x，

x=7.5g，

則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=×100%=75%；

（10）因為圖3中的錐形瓶中有空氣，而空氣中含有二氧化碳氣體，所以圖3裝置不能準確測定產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量；故填：錐形瓶中有空氣，而空氣中含有二氧化碳氣體。