Question

17．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CaC0₃）與稀鹽酸反應來測定生成CO₂的質(zhì)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C0₂的質(zhì)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CaC0₃完全反應的實驗現(xiàn)象是最后一次加稀鹽酸后，無氣泡冒出；
（2）實驗Ⅱ中，先連接好裝置并檢查氣密性，然后裝好藥品，最后將10mL稀鹽酸快速推入燒瓶中．若稀鹽酸是分幾次緩慢推入的，則可能造成的后果是由于反應生成氣體使裝置中壓強增大，再次推入較困難；
【記錄與處理】
（3）已知實驗I反應前的總質(zhì)量[m（大燒杯十石灰石粉末）+m（小燒杯十稀鹽酸）]，要計算生成C0₂的質(zhì)量，至少還需要的數(shù)據(jù)是AC
A．m（小燒杯）    B．m（大燒杯）    C．m（大燒杯十反應后剩余物）
（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C0₂的體積80 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(zhì)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增大反應物的接觸面積，使反應更充分．
②該實驗過程中，共產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量2.2g．
③該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

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(zhì)質(zhì)量差就是生成二氧化碳的質(zhì)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(zhì)質(zhì)量差就是生成二氧化碳的質(zhì)量，已知實驗I反應前的總質(zhì)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(zhì)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(zhì)量是6g+20g+50g-73.8g=2.2g．
③設該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{2.2g}$
解之得x=5g．
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%．
答案：
（1）最后一次加稀鹽酸后，無氣泡冒出；
（2）由于反應生成氣體使裝置中壓強增大，再次推入較困難；
（3）A C；    
（4）80；
（5）①增大反應物的接觸面積，使反應更充分；
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(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和反應規(guī)律進行綜合分析．