Question

I：牙膏是人們生活中的必需品，在牙膏的生產(chǎn)中常添加一種摩擦劑．這種摩擦劑是由某種自然界中分布很廣的礦石A，經(jīng)過一系列加工而制得的極細小的輕質(zhì)碳酸鈣粉末，其生產(chǎn)過程如下：

試回答：
（1）寫出 C、D兩種物質(zhì)的化學(xué)式 C

CO₂

D

Ca（OH）₂

（2）寫出③反應(yīng)的化學(xué)方程式

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0

（3）反應(yīng)③制輕質(zhì)碳酸鈣粉末后，還要通過

過濾

（填操作）將其從反應(yīng)后的混合物中分離出來．實驗室進行該操作時主要用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、

漏斗

．
II、某興趣小組為了測定本地所產(chǎn)礦石A的純度，利用下圖裝置設(shè)計了以下實驗方案：
【實驗原理】：測定一定質(zhì)量的礦石A與足量稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳在常溫常壓下的體積，根據(jù)密度求出二氧化碳的質(zhì)量，然后根據(jù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式算出礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量，進而求出礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實驗步驟】
①連接裝置并檢查裝置氣密性；
②在試管B中加入10克礦石A，分液漏斗中加入足量的稀鹽酸，C、D管中加入一定量的水，C管的液面上加一 層油，并將分液漏斗A和試管B用長導(dǎo)管E連接起來．
③記錄C中液面刻度（C為帶有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加稀鹽酸至過量；
⑤待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C中B液面刻度，計算得到氣體的體積為V mL（經(jīng)查，該氣體密度為ρg/L）；
⑥計算氣體的質(zhì)量并由此求出礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
【實驗分析】
（1）小明同學(xué)認(rèn)為在實驗前要將礦石A 全磨成粉末狀，你認(rèn)為他的目的是：

使礦石A中的碳酸鈣能被稀鹽酸充分反應(yīng)完

；
（2）小潔同學(xué)認(rèn)為該實驗的設(shè)計中最經(jīng)典的是連接儀器A和儀器B的橡膠管E，你認(rèn)為如果沒有橡膠管E，則會對實驗結(jié)果產(chǎn)生何種影響？

滴加的稀鹽酸會將試管B中空氣排入C管中，使測得的二氧化碳的體積偏大．

（3）檢查該裝置的氣密性時，如圖準(zhǔn)備好裝置，在C、D兩管中裝好水且液面相平，提高D管，

C、D管之間能產(chǎn)生穩(wěn)定的液面差

，則氣密性良好；
（4）通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應(yīng)中途加酸還是重新實驗：清判斷并說明理由

重新實驗，因為中途加酸，裝置中的氣體會逸出．

．
（5）實驗結(jié)束時同學(xué)們才發(fā)現(xiàn)由于粗心，小偉將植物油加到了D管的水面上，大家一致認(rèn)為由于該粗心將會導(dǎo)致測得的礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)生誤差，你認(rèn)為該誤差是

偏小

（填偏大或偏小）．
（6）化學(xué)老師看了他們的實驗設(shè)計后，對他們的設(shè)計方案和合作意識、探究精神都給予了很高的評價，并對他們進行啟發(fā)：二氧化碳的質(zhì)量可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律，測反應(yīng)前后燒杯中剩余物質(zhì)的質(zhì)量之差來求得，于是他們又在燒杯中進行了如下的實驗測定：

實驗次數(shù) 項目	第一次	第二次	第三次
所取礦石A的質(zhì)量/g	12	12	15
所加稀鹽酸的質(zhì)量/g	120	150	100
剩余物質(zhì)的質(zhì)量	127.6	157.6	110.6

請你和他們一起完成實驗數(shù)記的分析和計算：
①當(dāng)所取礦石A和稀鹽酸的質(zhì)量比

3：25

時，礦石A和稀鹽酸恰好完全反應(yīng)．
②礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
③所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：Ⅰ、大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣，高溫煅燒時能生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和水反應(yīng)能生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)能生成碳酸鈣和水，所以A、B、C、D四種物質(zhì)分別是碳酸鈣、氧化鈣、二氧化碳、氫氧化鈣．
Ⅱ、根據(jù)實驗裝置分析解答．
Ⅲ、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，反應(yīng)前后總質(zhì)量減少了4.4g，實驗中12g礦石與100g酸完全反應(yīng)．

解答：解：Ⅰ（1）大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣，高溫煅燒時能生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和水反應(yīng)能生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)能生成碳酸鈣和水，所以A、B、C、D四種物質(zhì)分別是碳酸鈣、氧化鈣、二氧化碳、氫氧化鈣．
（2）③反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0，
（3）要得到輕質(zhì)碳酸鈣粉末，還需通過過濾將其從反應(yīng)后的混合物中分離出來，過濾主要用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗．
Ⅱ：
（1）鈣片磨碎后增大了與酸的接觸面積，使反應(yīng)更完全充分；
（2）儀器A和儀器B的橡膠管E，使儀器A和儀器B中的氣體壓強相同，便于液體滴下，且消除滴下液體對氣體體積的影響；
（3）裝置氣密性良好的話在C、D兩管中裝好水且液面相平，提高D管靜止一段時間后CD液面仍存在高度差證明氣密性良好，故答案：靜止片刻后，C、D液面仍存在高度差；
（4）重新加酸打開裝置會有氣體溢出，故答案：重新實驗，中途添加酸時，會造成氣體逸散，影響氣體體積的精確測量
（5）將植物油加到了D管的水面上，使二氧化碳減小，導(dǎo)致測得的礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小．
Ⅲ、①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知12克礦石與100克酸恰好完全反應(yīng)，所以質(zhì)量比為12：100=3：25
②解：設(shè)12g礦石中碳酸鈣的質(zhì)量為x，稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73                44
x       y               4.4g

100

x

=

44

4.4g

     x=10g
碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g

12g

×100%=83.3%
③

73

y

=

44

4.4g

    y=7.3g

7.3g

100g

×100%=7.3%
故答案為：
Ⅰ（1）C、CO₂ D、Ca（OH）₂
（2）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0．
（3）過濾，漏斗．   
Ⅱ（1）使礦石A中的碳酸鈣能被稀鹽酸充分反應(yīng)完；
（2）滴加的稀鹽酸會將試管B中空氣排入C管中，使測得的二氧化碳的體積偏大．
（3）C、D管之間能產(chǎn)生穩(wěn)定的液面差；
（4）重新實驗，因為中途加酸，裝置中的氣體會逸出．
（5）偏小；
（6）①3：25（或12：100）；②83.3%；③7.3%．

點評：本題是對實驗和計算的綜合考查，考查了不同實驗方案的分析同時也考查了根據(jù)化學(xué)式的計算，是中考的重點和熱點．