Question

（9分）查閱資料可知：濃硫酸能吸水，且不與CO₂反應：CO₂能與NaOH溶液反應生成碳酸鈉和水。某同學為了測定某石灰石礦樣中碳酸鈣的質量分數，按下列過程進行實驗：用過量稀鹽酸溶解礦樣(雜質不與鹽酸反應)→用濃硫酸干燥所得氣體→用過量NaOH溶液吸收CO₂→根據NaOH溶液的增重計算礦樣中碳酸鈣的質量分數，實驗裝置如下圖所示：

(1)其中A為溶解礦樣的實驗裝置，若已準備了分液漏斗、雙孔橡膠塞、試管，為完成溶解并將產生的氣體通入B中至少還需要的實驗儀器是   ▲   。
(2)在裝置氣密性良好的情況下，某同學將經過準確稱量的礦樣加入試管后，通過分液漏斗加入過量稀鹽酸進行實驗。當A中產生大量氣泡時，發現B中沒有氣泡，為準確測定該石灰石礦樣中碳酸鈣的質量分數，該同學應該   ▲   。
(3)下列情況一定不會使實驗結果產生偏差的是   ▲   （填序號）：
A．實驗開始前用純凈的氮氣除去實驗系統內殘留的空氣
B．讓氣體快速通過盛有濃硫酸和NaOH溶液的洗氣瓶
C．裝置C右端導管口連接一個能吸收CO₂和H₂O的裝置
D．實驗結束時，整個實驗系統內保留少量二氧化碳氣體
E．用經過準確稱量的呈塊狀的石灰石試樣直接進行實驗
(4)將插入NaOH溶液下端的導管改成多孔球泡(如圖中的D)，能讓NaOH溶液更好地吸收二氧化碳，其理由是   ▲   ：
(5)某次實驗時，稱取了10.0g礦樣，經正確操作后，測得C裝置在實驗前后的質量增加了3.6g，則該次實驗時測得該礦樣中碳酸鈣的質量分數為多少？（請寫出計算步驟，精確到小數點后一位）

Answer 1

本題考查的是實驗探究物質的組成成分以及含量，碳酸鈉、碳酸氫鈉與碳酸鈣，根據化學反應方程式的計算。
（1）根據實驗室中制取二氧化碳的反應裝置來進行解答，在實驗室中制取二氧化碳氣體不需要加熱，所以根據所給的儀器可以知道還缺少導管和鐵架臺；
（2）當A中產生大量氣泡時，發現B中沒有氣泡，可能是裝置的氣密性不好，所以為準確測定該石灰石礦樣中碳酸鈣的質量分數，該同學應該檢查裝置，然后重新稱量礦樣，重做實驗；
（3）A、氮氣不能和氫氧化鈉反應，所以不會影響二氧化碳的吸收，故不會影響實驗結果；
B、讓氣體快速通過盛有濃硫酸和NaOH溶液的洗氣瓶，會影響二氧化碳的干燥和吸收從而影響實驗結果；
C、裝置C右端導管口連接一個能吸收CO₂和H₂O的裝置，沒有接觸到氫氧化鈉溶液，且能吸收空氣中的水和二氧化碳，避免干擾，所以不能影響實驗結果；
D、實驗結束時，整個實驗系統內保留少量二氧化碳氣體，說明二氧化碳沒有完全被吸收，所以會影響實驗結果；
E、物質間的接觸面積越大，反應越充分，所以用塊狀的石灰石，可能會導致一部分碳酸鈣不能完全反應，故會影響實驗結果；故選AC；
（4）物質間的接觸面積越大，反應越充分，所以將插入NaOH溶液下端的導管改成多孔球泡，能讓NaOH溶液更好地吸收二氧化碳；
（5）氫氧化鈉溶液溶液增加了3.6g，即生成二氧化碳氣體的質量為3.6g；
設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    3.6g
100/44 ="x/3.6g"
解得：x=8.18g
所以該礦樣中碳酸鈣的質量分數為：8.18g/10g ×100%=81.8%
答：該礦樣中碳酸鈣的質量分數為81.8%。