Question

【題目】（12分）堿式碳酸鹽廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

（1）某堿式碳酸鹽樣品M(OH)2·MCO3，為確定金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量，某研究小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置及步驟（不考慮植物油中溶解CO2產(chǎn)生的影響）。

①連接裝置并 ；②準(zhǔn)確稱量樣品的質(zhì)量；③裝藥品，調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面相平，讀數(shù)；④加熱至樣品質(zhì)量不再減少；⑤冷卻到室溫；⑥調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面相平，讀數(shù)、列式計(jì)算。

Ⅰ．請將上述實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整；

Ⅱ．裝置B的作用是 ，少量植物油的作用是 ，C中的試劑是 （填字母序號）；

a．堿石灰 b．濃硫酸 c．硫酸銅

Ⅲ．步驟⑥中調(diào)節(jié)液面相平的操作是將水準(zhǔn)管 （填“緩慢上移”或“緩慢下移”）。

Ⅳ．若其他操作均正確，僅因下列因素可使M相對原子質(zhì)量的測定結(jié)果偏大的是 （填字母序號）；

a．反應(yīng)前量氣管水面在0刻度處，反應(yīng)后仰視讀數(shù)

b．樣品未分解完全即停止實(shí)驗(yàn)

c．量氣管中未加植物油

（2）實(shí)際生產(chǎn)中的堿式碳酸銅可表示為Cu(OH)2·mCuCO3，某研究小組仍使用上述裝置測定m的值，測得3組數(shù)據(jù)如下表所示。取3組數(shù)據(jù)的值得到CO2的體積為 mL，又知常溫常壓下CO2的密度為1.964 g/L，據(jù)此計(jì)算m的值。（寫出計(jì)算m的過程，最后結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位） 。

組別	樣品質(zhì)量	CO2體積
第1組	0.21 g	22.39 mL
第2組	0.21 g	22.41 mL
第3組	0.21 g	22.40 mL

Answer 1

【答案】（1）Ⅰ、檢查裝置的氣密性；Ⅱ、除去水；隔離二氧化碳和水，防止二氧化碳溶于水；C；Ⅲ、緩慢下移；Ⅳ、bc；（2）22.40；1.14．

【解析】

試題分析：（1）Ⅰ、該裝置需要準(zhǔn)確測定生成二氧化碳的體積，因此使用時(shí)必須密封進(jìn)行，所以實(shí)驗(yàn)前一定要先檢查裝置的氣密性；

Ⅱ、由于堿式碳酸鹽在加熱的條件下分解產(chǎn)物有水和二氧化碳，而裝置的最終目的是測定二氧化碳的體積，因此需利用濃硫酸的吸水性除去二氧化碳中的水；少量植物油可以隔離二氧化碳和水，防止二氧化碳溶于水；由于無水硫酸銅粉末遇到水之后可變成藍(lán)色晶體，因此硫酸銅可以驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w是否干燥完全；

Ⅲ、液面越低壓強(qiáng)越小，所以加熱A時(shí)，隨著碳酸鹽樣品分解，量氣管內(nèi)的液面逐漸下降，為防止量氣管內(nèi)氣體壓強(qiáng)過大，可將水準(zhǔn)管緩慢下移；

Ⅳ、本實(shí)驗(yàn)主要通過測量二氧化碳的體積，通過密度已知可以計(jì)算二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)而計(jì)算M的相對原子質(zhì)量，由題意可得，樣品質(zhì)量為X，二氧化碳的質(zhì)量為Y=ρ（CO2）V（CO2），設(shè)M的相對原子質(zhì)量為Ar，得

M(OH)2·MCO32MO + H2O + CO2↑

2Ar+94 44

X Y

反應(yīng)前量氣管水面到0刻度處，反應(yīng)后仰視讀數(shù)，讀數(shù)偏大，二氧化碳體積偏大，Y偏大，M的相對原子質(zhì)量為Ar偏小；b、樣品未分解完全即停止實(shí)驗(yàn)，可導(dǎo)致實(shí)際測得氣體的體積偏小，Y偏小，M的相對原子質(zhì)量為Ar偏大；c、量氣管中未加植物油，二氧化碳溶于水，可導(dǎo)致實(shí)際測得氣體的體積偏小，Y偏小，M的相對原子質(zhì)量為Ar偏大，故選bc；

（2）由題意可知，CO2的體積為（22.39mL+22.41mL+22.40mL）÷3 =22.40mL，則CO2的質(zhì)量為0.0224L×1.964 g/L=0.044g，得

Cu（OH）2mCuCO3 （1+m）CuO+H2O+mCO2↑

98+124m　　　　　　　　　　　 　 44m

0.21g 0.044g

m = 1.14

答：計(jì)算m的值為1.14 。