Question

20．碳酸鈣可用于預防和治療鈣缺乏癥．某實驗小組同學要測定一種鈣片中碳酸鈣的含量．
【查閱資料】獲得的資料有：
（1）補鈣劑中常加入糖類、維生素D等改善口感或增強藥效．這些物質(zhì)不與稀鹽酸反應產(chǎn)生氣體，高溫灼燒時會燃燒或分解，有二氧化碳生成．
（2）碳酸鈣高溫灼燒分解生成氧化鈣和二氧化碳．
（3）常見的碳酸鈣含量測定方法：將碳酸鈣粉碎，加入已知濃度的過量鹽酸充分反應，然后測剩余鹽酸的量，根據(jù)消耗鹽酸的量最終求得碳酸鈣的含量．
（4）澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少，100g澄清石灰水中最多含0.15g Ca（OH）₂．
【方案設計和實施】根據(jù)資料和已學知識，該小組同學設計如下兩種方案進行測定．
方案1：根據(jù)右圖所示裝置實驗．
（1）錐形瓶中發(fā)生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）長頸漏斗下部插入液面下的目的是防止二氧化碳氣體溢出．
（3）加入藥品前，檢驗該裝置氣密性的方法是夾住膠管（堵住導管出口），從長頸漏斗加水至長頸漏斗中液面高于錐形瓶內(nèi)液面，若一段時間不下降，則證明該裝置氣密性良好．
（4）記錄數(shù)據(jù)如下：

鈣片質(zhì)量	空洗氣瓶質(zhì)量	澄清石灰水的質(zhì)量	反應后洗氣瓶及瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量
25g	100g	200g	300.4g

方案2：將鈣片粉碎，加入足量的稀鹽酸充分反應，根據(jù)放出氣體的量計算碳酸鈣的含量．記錄數(shù)據(jù)如下（空燒杯質(zhì)量為100g，加入鈣片質(zhì)量為25g）：

加入稀鹽酸的質(zhì)量	100g	200g	300g	400g
充分反應后燒杯及杯內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量	222.8g	320.6g	418.4g	518.4g

【分析和評價】
（1）方案1和方案2中合理的是方案2，原因是澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少（不足），吸收的二氧化碳量很少．
（2）該小組同學沒有使用碳酸鈣高溫灼燒分解的方法（實驗室可以進行該實驗），原因是加入的糖類、維生素D等物質(zhì)高溫灼燒時會燃燒或分解，導致最終的數(shù)據(jù)偏大．
（3）要使用【查閱資料】（3）中介紹的方法，還需要學習的是如何測定未知濃度（剩余）鹽酸的量．
【結論】經(jīng)過計算，該鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是60%．

Answer 1

分析 通過資料：補鈣劑中的糖類、維生素D等，這些物質(zhì)不與稀鹽酸反應產(chǎn)生氣體，高溫灼燒時會燃燒或分解，根據(jù)碳酸鈣與稀鹽酸反應生成二氧化碳的質(zhì)量來測定鈣片中碳酸鈣的含量．

解答 解：方案設計和實施
（1）根據(jù)題中信息，補鈣劑中除碳酸鈣外其他物質(zhì)不與稀鹽酸反應，錐形瓶中發(fā)生碳酸鈣與稀鹽酸反應，化學方程式為
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）為防止二氧化碳氣體溢出，長頸漏斗下部應插入液面下；
（3）加入藥品前應檢查裝置的氣密性，夾住膠管（堵住導管出口），從長頸漏斗加水至長頸漏斗中液面高于錐形瓶內(nèi)液面，若一段時間不下降，則證明該裝置氣密性良好；
分析和評價
（1）因為氫氧化鈣微溶，澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少，吸收的二氧化碳量很少，所以方案2合理；
（2）根據(jù)資料補鈣劑中糖類、維生素D等效，高溫灼燒時會燃燒或分解，導致最終數(shù)據(jù)偏大，不能使用碳酸鈣高溫灼燒分解的方法．
（3）要使用查閱資料（3）中介紹的方法，還需要學習的是如何測未知濃度（剩余）鹽酸的量，才能計算消耗鹽酸的量最終求得碳酸鈣的含量；
（4）根據(jù)生成氣體的量計算鈣片中碳酸鈣的含量，
有實驗記錄可知：加入300g鹽酸時碳酸鈣已完全反應，生成二氧化碳的質(zhì)量為，（300+100+25）-418.4=6.6g
設與鹽酸完全反應生成6.6g二氧化碳需碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                    44
x                      6.6g
$\frac{100}{44}$=$\frac{x}{6.6g}$
x=15g
鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{15}{25}$×100%=60%．
故答案為：
方案設計及實施
（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）防止二氧化碳氣體逸出；
（3）夾住膠管（堵住導管出口），從長頸漏斗加水至長頸漏斗中液面高于錐形瓶內(nèi)液面，若一段時間不下降，則證明該裝置氣密性良好；
分析和評價
（1）方案2；澄清石灰水中的Ca（OH）₂含量很少（不足），吸收的二氧化碳量很少；
（2）加入的糖類、維生素D等物質(zhì)高溫灼燒時會燃燒或分解，導致最終的數(shù)據(jù)偏大；
（3）如何測定未知濃度（剩余）鹽酸的量；60%．

點評 主要考查了碳酸鈣的化學性質(zhì)，通過實驗培養(yǎng)學生的分析實驗的能力和對知識的應用能力．