Question

某校學習小組準備探究氣體的測定和數(shù)據(jù)處理方法．
【提出問題】
如何利用石灰石（主要成分為CaCO₃）與稀鹽酸反應來測定生成CO₂的質量和體積，并處理數(shù)據(jù)．
【實驗設計】通過下列兩個實驗分別測定CO₂的質量和體積：

【分析與表達】
（1）實驗I中，將小燒杯中的所有稀鹽酸分幾次加入到大燒杯中，并不斷攪拌，判斷石灰石中CaCO₃完全反應的實驗現(xiàn)象是

 

．
（2）實驗Ⅱ中，先連接好裝置，再

 

（填操作名稱），然后裝好藥品，最后將10ml稀鹽酸快速推入燒瓶中．若稀鹽酸是緩慢推入的，則可能造成的后果是

 

．
【記錄與處理】
（3）已知實驗I反應前的總質量[m（大燒杯+石灰石粉末）+m（小燒杯+稀鹽酸）]，要計算生成CO₂的質量，至少還需要的數(shù)據(jù)是

 

．
A．m（小燒杯）   　　　　B．m（大燒杯）    　　C．m（大燒杯+反應后剩余物）
（4）實驗II的實驗記錄如下（表中數(shù)據(jù)在相同溫度、相同壓強條件下測定）：

時間/min	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10[
注射器讀數(shù)/ml	60.0	85.0	88.0[	89.0	89.5	89.8	89.9	90.0	90.0	90.0

根據(jù)以上實驗過程和數(shù)據(jù)綜合分析，最終生成CO₂的體積是

 

ml．
（5）該學習小組的同學采集了一塊石灰石樣品，將其敲碎后，稱出6g放入燒杯內(nèi)（燒杯質量為20g）．然后加入50g稀鹽酸（足量），充分反應后，再稱量為73.8g（連燒杯一起）．試回答：
①將石灰石樣品敲碎的主要目的是

 

．
②該實驗過程中，共產(chǎn)生CO₂的質量是

 

．
③該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)是多少？（寫出計算過程，結果保留一位小數(shù)）

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,酸的化學性質,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（1）根據(jù)石灰石和鹽酸反應放出二氧化碳氣體進行解答；
（2）根據(jù)制取氣體要先檢查裝置的氣密性進行解答；
（3）根據(jù)反應前后物質質量差就是生成二氧化碳的質量進行解答；
（4）根據(jù)從第8分鐘后氣體的體積不再變化以及用描點法畫出生成CO₂體積隨時間變化的曲線即可；
（5）考慮增大接觸面積有利于充分反應；根據(jù)化學方程式進行計算．

解答：解：（1）石灰石和鹽酸反應放出二氧化碳氣體，所以，判斷石灰石中CaCO₃完全反應的實驗現(xiàn)象是最后一次加入稀鹽酸，仍沒有氣泡產(chǎn)生；
（2）制取氣體要先檢查裝置的氣密性；然后裝好藥品，最后將10ml稀鹽酸快速推入燒瓶中．若稀鹽酸是緩慢推入的，則可能造成的后果是燒瓶內(nèi)氣壓增大，稀鹽酸難以完全推入燒瓶中或儀器連接處脫落；
（3）根據(jù)反應前后物質質量差就是生成二氧化碳的質量，已知實驗I反應前的總質量[m（大燒杯+石灰石粉末）+m（小燒杯+稀鹽酸）]，所以要計算生成CO₂的質量，至少還需要的數(shù)據(jù)是m（小燒杯）和m（大燒杯+反應后剩余物）；
（4）從第8分鐘后氣體的體積不再變化，但原稀鹽酸占有10mL（推入稀鹽酸后仍然會恢復到原壓強），所以第1分鐘生成CO₂的體積是50mL，第2分鐘是75mL，最終生成CO₂的體積是80mL；
（5）①將石灰石樣品敲碎的主要目的是增大接觸面積有利于充分反應．
②該實驗過程中，共產(chǎn)生CO₂的質量是6g+20g+50g-73.8g=2.2g．
③設該石灰石樣品中碳酸鈣的質量是x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
則

100

44

=

x

2.2g

，解之得x=5g．
石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)=

5g

6g

×100%=83.3%．
故答案為：
（1）最后一次加入稀鹽酸，仍沒有氣泡產(chǎn)生（或電子天平示數(shù)不變化）；
（2）檢查裝置氣密性； 產(chǎn)生的氣體使裝置內(nèi)的壓強增大，稀鹽酸難以完全推入到燒瓶中或儀器連接處脫落；（3）AC；（4）80；
（5）①增大接觸面積有利于充分反應； ②2.2g；  ③83.3%

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用信息解答實際問題的能力，要結合物質的性質和反應規(guī)律進行綜合分析．