Question

11．某�？茖W探究小組為了測定石灰石樣品中CaCO₃的質量分數(shù)，設計了多種探究方案：（資料顯示：石灰石中雜質不溶于水，也不與酸反應）

【探究方案一】將石灰石與稀鹽酸反應生成的CO₂通入氫氧化鈉溶液中，稱量氫氧化鈉溶液在反應前后質量的變化，得出CO₂質量，進而求出石灰石中CaCO₃的質量，為此，還需要做的一項操作是稱量石灰石樣品的質量．寫出裝置C中反應的化學方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
【探究方案二】取一定量石灰石與足量稀鹽酸反應，用如圖1所示的方法收集生成的CO₂．請回答：集氣瓶水面上放一層植物油的作用是防止二氧化碳溶于水，油面上方的空氣對測量結果無（填“有”或“無”）影響．
【實驗反思】經(jīng)過討論，同學們認為方案一有明顯的缺陷，請指出其中的一個缺陷反應生成的二氧化碳不能被氫氧化鈉溶液完全吸收．
【探究方案三】如圖2所示，其“一系列操作”保留過濾、洗滌和干燥，若10g樣品經(jīng)反應后得到殘渣2g，則石灰石中CaCO₃得到質量分數(shù)為80%．
【拓展探究】若能正確完成以下兩小題，你將獲得獎勵分4分．（化學試卷總分不超過60分
（1）小明認為方案二中石灰石樣品的質量不能過大，你的解釋是產(chǎn)生二氧化碳過多，會導致量筒中水外溢，從而導致實驗失�。�
（2）請你設計一個實驗驗證方案三中殘渣已清洗干凈，你的方案是取洗后的液體于試管中，加入少量碳酸鈉溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明已清洗干凈（寫出簡單的實驗操作和支持判斷的實驗現(xiàn)象）

Answer 1

分析 【探究方案一】
石灰石中的碳酸鈣的質量分數(shù)=$\frac{碳酸鈣質量}{石灰石樣品質量}$×100%；
二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；
【探究方案二】
二氧化碳能夠溶于水，不溶于植物油；
【實驗反思】
方案一實驗過程中，裝置中的二氧化碳不能被氫氧化鈉溶液完全吸收；
【探究方案三】
如圖2所示，其“一系列操作”包括過濾、洗滌和干燥；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算碳酸鈣的質量分數(shù)；
【拓展探究】
（1）稀鹽酸和碳酸鈣越多，反應生成的二氧化碳就越多；
（2）碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氯化鈣能和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉．

解答 解：【探究方案一】
將石灰石與稀鹽酸反應生成的CO₂通入氫氧化鈉溶液中，稱量氫氧化鈉溶液在反應前后質量的變化，得出CO₂質量，進而求出石灰石中CaCO₃的質量，為此，還需要做的一項操作是稱量石灰石樣品的質量；
裝置C中，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故填：稱量石灰石樣品的質量；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
【探究方案二】
集氣瓶水面上放一層植物油的作用是防止二氧化碳溶于水，油面上方的空氣對測量結果無影響，這是因為生成多少體積的二氧化碳，就有多少體積的水排入量筒中．
故填：防止二氧化碳溶于水；無．
【實驗反思】
方案一中一處明顯的缺陷是反應生成的二氧化碳不能被氫氧化鈉溶液完全吸收，從而導致測定、計算的結果偏低．
故填：反應生成的二氧化碳不能被氫氧化鈉溶液完全吸收．
【探究方案三】
如圖2所示，其“一系列操作”包括過濾、洗滌和干燥；
若10g樣品經(jīng)反應后得到殘渣2g，則石灰石中CaCO₃得到質量分數(shù)為：$\frac{10g-2g}{10g}$×100%=80%．
故填：干燥；80%．
【拓展探究】
（1）方案二中石灰石樣品的質量不能過大，如果樣品質量過大，產(chǎn)生二氧化碳過多，會導致量筒中水外溢，從而導致實驗失�。�
故填：產(chǎn)生二氧化碳過多，會導致量筒中水外溢，從而導致實驗失�。�
（2）驗證方案三中殘渣已清洗干凈的方法是：取洗后的液體于試管中，加入少量碳酸鈉溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明已清洗干凈．
故填：取洗后的液體于試管中，加入少量碳酸鈉溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，說明已清洗干凈．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．