Question

【題目】熱水瓶用久后，瓶膽內壁常附著一層水垢，其成份是碳酸鈣、氫氧化鎂及少量水。實驗室現有一瓶水垢樣品，為測定其中各成份的質量分數，某化學興趣小組的同學利用下圖所示裝置進行實驗。

已知：

①裝置氣密性完好，A、C、D中所裝藥品均為足量；

②堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的固體混合物；

③在加熱條件下，氫氧化鎂易分解成兩種氧化物。

主要實驗步驟如下：

I．將質量為12.0g的樣品裝入裝置B的玻璃管中，連接裝置，關閉彈簧夾，加熱；

II．待樣品完全反應，先 ____（選填“打開彈簧夾緩緩通入空氣”或“熄滅酒精噴燈”）；

III．實驗完畢，測得裝置C、D中質量分別增加了2.5g、3.3g；

IV．根據實驗所測數據計算該樣品中碳酸鈣、氫氧化鎂和水的質量分數。

請回答下列問題：

（1）裝置C中所裝藥品為_____。

（2）裝置D中發生反應的化學方程式為_____。

（3）該水垢樣品中碳酸鈣的質量分數為_____。

（4）裝置E的作用為_____。

（5）實驗反思：實驗步驟不變，若沒有裝置A，會導致碳酸鈣的測定結果_____（填“偏大”、“偏小”或“無法判斷”，下同) ；若沒有裝置E，會導致氫氧化鎂的測定結果 ____。

Answer 1

【答案】先打開彈簧夾緩緩通入空氣 濃硫酸（濃H2SO4） 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 62.5% 吸收外界空氣中的二氧化碳和水，防止進入D裝置 偏大 偏小

【解析】

實驗步驟II．為防止C中液體倒吸并將產生氣體送入C、D中吸收，待樣品完全反應，先打開彈簧夾緩緩通入空氣再熄滅酒精噴燈；

（1）根據“瓶膽內壁常附著一層水垢，其成份是碳酸鈣、氫氧化鎂及少量水”和“在加熱條件下，氫氧化鎂易分解成兩種氧化物”可知，水垢加熱后產生的氣體中存在水垢中的水和氫氧化鎂分解生成的水，濃硫酸具有吸水性，裝置C中所裝藥品為濃硫酸，其作用是吸收水垢加熱后產生的水蒸氣；

（2）裝置D中氫氧化鈉和反應生成的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，發生反應的化學方程式為：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；

（3）根據題意可知，D中質量分別增加了3.3g是碳酸鈣分解產生的二氧化碳質量。

設：碳酸鈣質量為x。

x=7.5g；

該水垢樣品中碳酸鈣的質量分數=

（4）裝置E的作用為吸收外界空氣中的二氧化碳和水，防止進入D裝置；

（5）實驗步驟不變，若沒有裝置A，空氣中的二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，會導致碳酸鈣的質量分數偏大；若沒有裝置E，空氣中的二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，會導致碳酸鈣的質量分數偏大從而導致氫氧化鎂的測定結果偏小。