Question

甲乙兩學(xué)習(xí)小組準(zhǔn)備測(cè)定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．它們分別采用了不同的測(cè)定方法．
甲組同學(xué)的方法是：將樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測(cè)定反應(yīng)后生成CO₂的體積，再根據(jù)體積換算為質(zhì)量，最后根據(jù)CO₂的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量．下圖1為大理石與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)裝置，圖2用于測(cè)量CO₂的體積．
（1）寫(xiě)出圖1中儀器的名稱：①

長(zhǎng)頸漏斗

，②

鐵架臺(tái)

；
（2）檢查圖1裝置氣密性的方法是：

在乳膠管上夾彈簧夾，向長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)加水，至形成液封，再加適量水，靜置一段時(shí)間后，若長(zhǎng)頸漏斗液面與試管內(nèi)液面差保持不變，說(shuō)明氣密性良好（合理均可）

；
（3）圖2裝置中油層的作用是

防止CO₂溶于水

；
（4）

調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平

（填操作方法）可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)和外界大氣壓相同，此時(shí)排出水的體積即為生成二氧化碳的體積．
乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法是：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(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸反應(yīng)進(jìn)行下列測(cè)定（如圖3），經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到釋放出二氧化碳的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系圖（如圖4）．

①圖3所示實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是

電子天平示數(shù)

 和

計(jì)時(shí)器示數(shù)（答案不分先后順序）

．
②由圖4中曲線可以看出，固體物質(zhì)與液體物質(zhì)反應(yīng)，當(dāng)其他條件相同時(shí)，接觸面積越

大

，其反應(yīng)速率越

快

．
③試求樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)樣品中其他雜質(zhì)不參加反應(yīng)，不考慮水、氯化氫逸出）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)常用儀器的名稱回答；
（2）通過(guò)改變裝置內(nèi)壓強(qiáng)，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，進(jìn)行裝置氣密性的檢驗(yàn)；
（3）根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，分析裝置中加入油層所起到的作用；
（4）根據(jù)對(duì)裝置作用的理解，確定使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)和外界大氣壓相同的操作方法；
①結(jié)合題干、圖3和圖4中的量分析解答；
②由圖4中的圖象對(duì)比分析解答；
③由石灰石的質(zhì)量和圖4中所示的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計(jì)算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）儀器①為向發(fā)生裝置內(nèi)加入液體藥品的長(zhǎng)頸漏斗，儀器②為固體裝置的鐵架臺(tái)；
（2）關(guān)閉導(dǎo)管使裝置形成封閉體系，然后通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗向裝置內(nèi)倒水，若裝置氣密性良好，則水不能持續(xù)倒入，檢驗(yàn)裝置I的氣密性；
（3）因?yàn)槎�氧化碳能溶于水，影響�?shí)驗(yàn)結(jié)果，不溶于油，所以加入油防止CO₂溶于水；
（4）若使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)和外界大氣壓相同，根據(jù)物理壓強(qiáng)平衡的原理，只要使兩側(cè)的液面齊平即可；
①結(jié)合圖4所示的兩個(gè)量可知：圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：電子天平示數(shù)和計(jì)時(shí)器示數(shù)；
②由圖4所示的圖象可知：在反應(yīng)結(jié)束前某一溫度時(shí)，粉末狀的石灰?guī)r產(chǎn)生的二氧化碳多，是由于粉末狀的石灰?guī)r與稀鹽酸的接觸面積大，因此反應(yīng)速率快；塊狀的石灰?guī)r產(chǎn)生的二氧化碳少，是由于塊狀的石灰?guī)r與稀鹽酸的接觸面積小，因此反應(yīng)速率慢；
③設(shè)每份樣品中CaCO₃的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
 x                   3.30g

100

x

=

44

3.30g

   x=7.50g
樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

7.50g

20g÷2

×100%=75.0%
故答案為：
（1）長(zhǎng)頸漏斗；鐵架臺(tái)；
（2）在乳膠管上夾彈簧夾，向長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)加水，至形成液封，再加適量水，靜置一段時(shí)間后，若長(zhǎng)頸漏斗液面與試管內(nèi)液面差保持不變，說(shuō)明氣密性良好（合理均可）；
（3）防止CO₂溶于水；
①電子天平示數(shù)；計(jì)時(shí)器示數(shù)（答案不分先后順序）；
②大，越快；
③樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75.0%．

點(diǎn)評(píng)：掌握裝置氣密性檢驗(yàn)一般方法，本題主要考查分析和應(yīng)用信息解答實(shí)際問(wèn)題的能力，要結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行綜合分析．