Question

【題目】（10分）某校初三化學學習小組的同學前往某地的石灰石礦區進行調查，他們取回礦石樣品，對樣品中的碳酸鈣的質量分數進行檢測，采用了以下的辦法：

甲組同學：

測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，其方法是：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。右圖為大理石與稀鹽酸反應的反應裝置，并測量CO2的體積。（其他儀器省略）

（1）下圖中左側的橡皮管的作用是 。下圖中裝置中油層的作用是 。

（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。

乙組同學：

【查閱資料】1．氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體

2．堿石灰可以吸收二氧化碳氣體和水分

取樣品，研成粉狀后，按下圖進行實驗。

（1）實驗步驟：

①連接好裝置，檢查氣密性；

②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；

③稱量F的質量；

④關閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；

⑤打開彈簧夾C，再次快速通一段時間空氣；

⑥稱量F的質量，計算前后兩次質量差。最后根據CO2的質量求出樣品中碳酸鈣的質量

（2）問題探究：

①產品研成粉狀的目的 ；

②B裝置的作用是 ；

G裝置的作用是 。

③若沒有E裝置，則測定的CaCO3的質量分數會 （填“偏大 偏小 不變”）。

④在步驟②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣的目的是 。

總結反思：

（1）甲組同學們認為即使排除實驗儀器和操作的影響，測定的結果仍不一定準確，甲組中，可能造成實驗結果與真實值相比偏小的原因是 。

（2）在乙組實驗步驟中，可能造成實驗結果與真實值相比偏大的原因是 。

Answer 1

【答案】甲組同學（1）使分液漏斗和燒瓶內的氣壓始終保持平衡 ( 2) 防止CO2溶于水。

（3）反應結束冷卻，關閉止水夾，調節量氣管高度，使反應前后兩邊液面相平。

乙組同學（2）①增大與鹽酸的接觸面積加快反應速率，使反應進行的更充分

②吸收除去空氣中的二氧化碳，以免對實驗干擾 ；

防止空氣中二氧化碳和水份進入F中以免對實驗干擾 ③偏大

④排除裝置內空氣中二氧化碳氣體，以免對實驗干擾

總結反思：（1）二氧化碳溶于水中 （答案合理均給分）

（2）步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒有吸收完全（或氫氧化鈉溶液不足量，答案合理均給分）

【解析】

試題分析：甲組同學：

大理石與稀鹽酸反應會生成二氧化碳氣體，導致壓強變大，故橡皮管的作用是使分液漏斗和燒瓶內的氣壓始終保持平衡；

測量生成的二氧化碳氣體的體積，就要用排水法，即通過用量筒測量用二氧化碳氣體排出的水的體積，從而測得二氧化碳的體積，但二氧化碳能溶于水，且與水反應，所以要在水的上方放一層植物油，以防止二氧化碳與水接觸；

反應結束冷卻，關閉止水夾，調節量氣管高度，使反應前后兩邊液面相平，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；

乙組同學：

（2）接觸面積越大，反應越劇烈，故產品研成粉狀的目的是增大與鹽酸的接觸面積加快反應速率，使反應進行的更充分；由于空氣中含有二氧化碳，故B裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳，以免對實驗干擾；由于空氣中含有的二氧化碳和水蒸汽會對實驗造成干擾，故G裝置的作用是防止空氣中二氧化碳和水份進入F中以免對實驗干擾；濃硫酸的作用是起干燥作用，若沒有該裝置則F裝置中的堿石灰的質量會變大，即測定的二氧化碳的質量偏大，導致碳酸鈣的質量分數偏大；在步驟②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣的目的是排除裝置內空氣中二氧化碳氣體，以免對實驗干擾；

總結反思：

由于二氧化碳可能會少量溶于水，故實驗結果與真實值相比偏小；

乙組實驗中若空氣中的二氧化碳沒有除去，那么會導致實驗結果偏大。