Question

【題目】某校學習小組的同學們準備測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。

（提出問題）如何測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數？

（實驗設計）將樣品與稀鹽酸反應，測定反應后生成 CO2的體積，再根據體積換算為質量，最后根據 CO2的質量求出樣品中碳酸鈣的質量。下圖1為大理石與稀鹽酸反應的反應裝置，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__________________，為便于控制反應速率，可用_______________代替長頸漏斗。

(5)___________(填操作方法)可使反應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與產生氣體的關系，同學們進行了如下實驗：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，分別與足量相同質量分數的稀鹽酸反應進行下列測定(如圖 3)，經數據處理得到釋放出二氧化碳的質量與反應時間的關系圖(如圖4)。

(6)圖3所示實驗中數據記錄紙上應該連續記錄的實驗數據是計時器讀數和____________。

(7)石灰石與稀鹽酸反應的化學方程式__________________。

(8)由圖 4中曲線可以看出，固體物質與液體物質反應，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量分數_________(假設樣品中其他雜質不參加反應，不考慮水、氯化氫逸出)。

（反思與評價）

(10)有同學認為圖3 裝置不能準確測定產生的氣體的質量，原因是___________。

Answer 1

【答案】鐵架臺 連接裝置，關閉導管止水夾，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 調節量氣管高度，使反應前后兩邊液面相平 電子天平示數 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 反應物接觸面積越大，其反應速率越快（反應物接觸面積也可） 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生成氯化鈣、水和二氧化碳；

（4）反應物接觸面積越大，反應速率越快；

（5）根據反應的化學方程式和圖中提供的數據可以計算樣品中碳酸鈣的質量分數。

（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所示實驗中數據記錄紙上應該連續記錄的實驗數據是計時器讀數和電子天平的示數；

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

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

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

x=7.5g，

則樣品中碳酸鈣的質量分數=×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生的氣體的質量；故填：錐形瓶中有空氣，而空氣中含有二氧化碳氣體。