Question

I：牙膏是人們生活中的必需品，在牙膏的生產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，經過一系列加工而制得的極細小的輕質碳酸鈣粉末，其生產過程如下：

試回答：
（1）寫出 C、D兩種物質的化學式 C______D______
（2）寫出③反應的化學方程式______
（3）反應③制輕質碳酸鈣粉末后，還要通過______（填操作）將其從反應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、______．
II、某興趣小組為了測定本地所產礦石A的純度，利用下圖裝置設計了以下實驗方案：
【實驗原理】：測定一定質量的礦石A與足量稀鹽酸反應產生的二氧化碳在常溫常壓下的體積，根據密度求出二氧化碳的質量，然后根據發生的化學反應方程式算出礦石A中碳酸鈣的質量，進而求出礦石A中碳酸鈣的質量分數．
【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中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C中B液面刻度，計算得到氣體的體積為V mL（經查，該氣體密度為ρg/L）；
⑥計算氣體的質量并由此求出礦石A中碳酸鈣的質量分數
【實驗分析】
（1）小明同學認為在實驗前要將礦石A 全磨成粉末狀，你認為他的目的是：______；
（2）小潔同學認為該實驗的設計中最經典的是連接儀器A和儀器B的橡膠管E，你認為如果沒有橡膠管E，則會對實驗結果產生何種影響？______
（3）檢查該裝置的氣密性時，如圖準備好裝置，在C、D兩管中裝好水且液面相平，提高D管，______，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，發現鹽酸的量不足，應中途加酸還是重新實驗：清判斷并說明理由______．
（5）實驗結束時同學們才發現由于粗心，小偉將植物油加到了D管的水面上，大家一致認為由于該粗心將會導致測得的礦石A中碳酸鈣的質量分數產生誤差，你認為該誤差是______（填偏大或偏小）．
（6）化學老師看了他們的實驗設計后，對他們的設計方案和合作意識、探究精神都給予了很高的評價，并對他們進行啟發：二氧化碳的質量可以根據質量守恒定律，測反應前后燒杯中剩余物質的質量之差來求得，于是他們又在燒杯中進行了如下的實驗測定：

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

請你和他們一起完成實驗數記的分析和計算：
①當所取礦石A和稀鹽酸的質量比______時，礦石A和稀鹽酸恰好完全反應．
②礦石A中碳酸鈣的質量分數是多少？
③所用稀鹽酸的溶質質量分數是多少？

Answer 1

【答案】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，氧化鈣和水反應能生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和二氧化碳反應能生成碳酸鈣和水，所以A、B、C、D四種物質分別是碳酸鈣、氧化鈣、二氧化碳、氫氧化鈣．
Ⅱ、根據實驗裝置分析解答．
Ⅲ、根據實驗數據分析，反應前后總質量減少了4.4g，實驗中12g礦石與100g酸完全反應．
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，氧化鈣和水反應能生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和二氧化碳反應能生成碳酸鈣和水，所以A、B、C、D四種物質分別是碳酸鈣、氧化鈣、二氧化碳、氫氧化鈣．
（2）③反應的化學方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0，
（3）要得到輕質碳酸鈣粉末，還需通過過濾將其從反應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，導致測得的礦石A中碳酸鈣的質量分數偏小．
Ⅲ、①根據實驗數據可知12克礦石與100克酸恰好完全反應，所以質量比為12：100=3：25
②解：設12g礦石中碳酸鈣的質量為x，稀鹽酸溶質質量y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73                44
x       y               4.4g
=     x=10g
碳酸鈣質量分數=×100%=83.3%
③=    y=7.3g
×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管之間能產生穩定的液面差；
（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化學式的計算，是中考的重點和熱點．