Question

甲乙兩學(xué)習(xí)小組準備測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．它們分別采用了不同的測定方法．
甲組同學(xué)的方法是：將樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測定反應(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用于測量CO₂的體積．
（1）寫出圖1中儀器的名稱：①

長頸漏斗

，②

鐵架臺

；
（2）檢查圖1裝置氣密性的方法是：

在乳膠管上夾彈簧夾，向長頸漏斗內(nèi)加水，至形成液封，再加適量水，靜置一段時間后，若長頸漏斗液面與試管內(nèi)液面差保持不變，說明氣密性良好（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(xué)的實驗方法是：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)量分數(shù)的稀鹽酸反應(yīng)進行下列測定（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)時間的關(guān)系圖（如圖4）．

①圖3所示實驗中數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是

電子天平示數(shù)

 和

計時器示數(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)，當其他條件相同時，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)量分數(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）通過改變裝置內(nèi)壓強，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強時產(chǎn)生的現(xiàn)象，進行裝置氣密性的檢驗；
（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)對裝置作用的理解，確定使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強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)方程式可以計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）儀器①為向發(fā)生裝置內(nèi)加入液體藥品的長頸漏斗，儀器②為固體裝置的鐵架臺；
（2）關(guān)閉導(dǎo)管使裝置形成封閉體系，然后通過長頸漏斗向裝置內(nèi)倒水，若裝置氣密性良好，則水不能持續(xù)倒入，檢驗裝置I的氣密性；
（3）因為二氧化碳能溶于水，影響實驗結(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和外界大氣壓相同，根據(jù)物理壓強平衡的原理，只要使兩側(cè)的液面齊平即可；
①結(jié)合圖4所示的兩個量可知：圖3實驗數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是：電子天平示數(shù)和計時器示數(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，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)量分數(shù)為

7.50g

20g÷2

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

點評：掌握裝置氣密性檢驗一般方法，本題主要考查分析和應(yīng)用信息解答實際問題的能力，要結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律進行綜合分析．