Question

我市某校初三化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)前往某地的石灰石礦區(qū)進(jìn)行調(diào)查，他們?nèi)』氐V石樣品，對(duì)樣品中的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行檢測(cè)，采用了以下的辦法：
甲組同學(xué)：
測(cè)定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其方法是：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．圖1為大理石與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)裝置，并測(cè)量CO₂的體積．（其他儀器省略）

（1）圖中左側(cè)的橡皮管的作用

使分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)的氣壓始終保持平衡防止測(cè)得氣體體積有誤差

（2）圖中裝置中油層的作用是

隔絕CO₂和水，防止CO₂溶于水并和水反應(yīng)

（3）

反應(yīng)結(jié)束冷卻，關(guān)閉止水夾，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)：
【查閱資料】1．氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w
          2．堿石灰可以吸收二氧化碳?xì)怏w和水分取樣品，研成粉狀后，按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①連接好裝置，檢查氣密性； ②打開(kāi)彈簧夾C，在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣；③稱(chēng)量F的質(zhì)量； ④關(guān)閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過(guò)量，直至D中無(wú)氣泡冒出；⑤打開(kāi)彈簧夾C，再次快速通一段時(shí)間空氣；⑥稱(chēng)量F的質(zhì)量，計(jì)算前后兩次質(zhì)量差．最后根據(jù)CO₂的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量
（2）問(wèn)題探究：①產(chǎn)品研成粉的目的

增大與鹽酸的接觸面積加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)進(jìn)行的更充分

；
②B裝置的作用是

吸收除去空氣中的二氧化碳，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾

；G裝置的作用是

防止空氣中二氧化碳和水份進(jìn)入F中以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾

，
③若沒(méi)有E裝置，則測(cè)定的CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)

偏大

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
④在步驟②打開(kāi)彈簧夾C，在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣的目的

排除裝置內(nèi)空氣中二氧化碳?xì)怏w，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾

總結(jié)反思：（1）甲組同學(xué)們認(rèn)為即使排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響，測(cè)定的結(jié)果仍不一定準(zhǔn)確，甲組中，可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相比偏小的原因

二氧化碳溶于水中

（2）在乙組實(shí)驗(yàn)步驟中，可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相比偏大的原因

步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒(méi)有吸收完全

．

Answer 1

分析：利用氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿性物質(zhì)能與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鹽，而導(dǎo)致化學(xué)試劑失效．因此檢驗(yàn)方法可以從如何檢驗(yàn)碳酸根離子出發(fā)．對(duì)于測(cè)定生成二氧化碳的質(zhì)量或體積，可以將碳酸根離子與酸反應(yīng)生成二氧化碳，再通過(guò)測(cè)定體積的裝置測(cè)出體積或通過(guò)吸收劑吸收計(jì)算出質(zhì)量．
甲組同學(xué)：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；
乙組同學(xué)：利用堿石灰可以吸收二氧化碳?xì)怏w和水分取樣品，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；

解答：解：甲組同學(xué)：
測(cè)定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其方法是：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．圖中為大理石與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)裝置，并測(cè)量CO₂的體積．（1）圖中左側(cè)的橡皮管的作用 使分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)的氣壓始終保持平衡防止測(cè)得氣體體積有誤差；
（2）圖中裝置中油層的作用是 隔絕CO₂和水，防止CO₂溶于水并和水反應(yīng)；
（3）反應(yīng)結(jié)束冷卻，關(guān)閉止水夾，調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平可使反應(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)：【查閱資料】1．氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w
          2．堿石灰可以吸收二氧化碳?xì)怏w和水分取樣品，研成粉狀后，按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①連接好裝置，檢查氣密性； ②打開(kāi)彈簧夾C，在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣；③稱(chēng)量F的質(zhì)量； ④關(guān)閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過(guò)量，直至D中無(wú)氣泡冒出；⑤打開(kāi)彈簧夾C，再次快速通一段時(shí)間空氣；⑥稱(chēng)量F的質(zhì)量，計(jì)算前后兩次質(zhì)量差．最后根據(jù)CO₂的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量．
（2）問(wèn)題探究：①產(chǎn)品研成粉的目的 增大與鹽酸的接觸面積加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)進(jìn)行的更充分；
②B裝置的作用是 吸收除去空氣中的二氧化碳，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾；G裝置的作用是 防止空氣中二氧化碳和水份進(jìn)入F中以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾，
③若沒(méi)有E裝置，氣體中存在水分，則F中堿石灰的質(zhì)量偏大，則測(cè)定的CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì) 偏大．
④在步驟②打開(kāi)彈簧夾C，在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣的目的 排除裝置內(nèi)空氣中二氧化碳?xì)怏w，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾；
總結(jié)反思：（1）甲組同學(xué)們認(rèn)為即使排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響，測(cè)定的結(jié)果仍不一定準(zhǔn)確，甲組中，可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相比偏小的原因 二氧化碳溶于水中；
（2）在乙組實(shí)驗(yàn)步驟中，可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相比偏大的原因 步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒(méi)有吸收完全．
故答案為：甲同學(xué)：（1）使分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)的氣壓始終保持平衡防止測(cè)得氣體體積有誤差
（ 2）隔絕CO₂和水，防止CO₂溶于水并和水反應(yīng)．
（3）反應(yīng)結(jié)束冷卻，關(guān)閉止水夾，調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平．
乙同學(xué)：（2）①增大與鹽酸的接觸面積加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)進(jìn)行的更充分；
②吸收除去空氣中的二氧化碳，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾；防止空氣中二氧化碳和水份進(jìn)入F中以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾
③偏大④排除裝置內(nèi)空氣中二氧化碳?xì)怏w，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾
總結(jié)反思：（1）二氧化碳溶于水中 （答案合理均給分）
（2）步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒(méi)有吸收完全（或氫氧化鈉溶液不足量，答案合理均給分）

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了氫氧化鈉的性質(zhì)以及碳酸根的檢驗(yàn)方法及其計(jì)算，計(jì)算時(shí)要注意步驟的規(guī)范性．