Question

17．為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)（樣品中所含雜質不溶于水，也不與酸反應），某同學采用如下實驗裝置來研究．

（1）裝置B用來干燥氣體，B中所盛的試劑可以是濃硫酸．
（2）利用如同裝置進行實驗時，下列情況會使碳酸鈣質量分數(shù)的測量結果偏小的有③④．
①實驗開始時A、B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣
②進入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體
③氣體通過C裝置速度過快，CO₂來不及被NaOH溶液全部吸收
④實驗結束時，各裝置內還殘留有少量CO₂氣體
（3）實驗中取5克礦石樣品，將20克稀鹽酸平均分成4次注入，測量并記錄每次充分反應后裝置C的質量（如表），求出該礦石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)．（碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑）

死眼次數(shù)	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質量/克	5	5	5	5
充分反應后裝置C的質量/克	150.52	151.04	151.56	151.76

Answer 1

分析 （1）二氧化碳氣體可用濃硫酸來干燥；
（2）根據(jù)裝置的特點和實驗的過程分析對計算出碳酸鈣質量的影響；
（3）根據(jù)質量守恒定律C裝置的質量增加量為吸收的二氧化碳的質量，根據(jù)二氧化碳的質量可計算出碳酸鈣的質量即可計算出礦石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)．

解答 解：（1）裝置B用來干燥氣體，B中所盛的試劑可以是濃硫酸．
（2）①實驗開始時A、B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣，對計算碳酸鈣的質量不影響；
②進入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體，HCl氣體能與氫氧化鈉溶液反應，使計算出碳酸鈣的質量偏大，測量結果偏大；
③氣體通過C裝置速度過快，CO₂來不及被NaOH溶液全部吸收，使計算出碳酸鈣的質量偏小，測量結果偏小；
④實驗結束時，各裝置內還殘留有少量CO₂氣體，使計算出碳酸鈣的質量偏小，測量結果偏小．
（3）A裝置是氣體發(fā)生裝置，B裝置是氣體干燥裝置，C、裝置是二氧化碳收集裝置．所以C裝置的質量增加量為吸收的二氧化碳的質量將數(shù)據(jù)加工如下：

實驗次數(shù)	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質量/克	5	5	5	5
C裝置的起始質量/克	150	150.52	151.04	151.56
充分反應后裝置C的質量/克	150.52	151.04	151.56	151.76
C裝置的質量變化/克	推出0.52	0.52	0.52	0.2

可知生成的二氧化碳的質量為0.52g+0.52g+0.52g+0.2g=1.76g
設生成1.76g二氧化碳需要的碳酸鈣的質量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
x                                         1.76g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{1.76g}$   解得：x=4g
則石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%
故答為：（1）濃硫酸；（2）③④；（3）石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為80%

點評 明確實驗設計原理，根據(jù)原理分析實驗裝置的作用，進而根據(jù)給出的數(shù)據(jù)計算．