Question

2．MCO₃廣泛應用于建筑工業(yè)．它能受熱分解，也能與稀酸反應．為了確定MCO₃中金屬M的相對原子質量，某學習小組討論了下列兩種方案．

 方案一：該小組中小梅設計如圖1實驗裝置及步驟（友情提醒：MCO₃═MO+CO₂↑）
操作步驟：
①連接裝置并檢查裝置的氣密性；     
 ②準確稱量質量為10g 的MCO₃；
③裝好藥品并調節(jié)量氣裝置兩邊液面相平，讀數；
④加熱至樣品質量不再減少；                    
⑤冷卻到室溫；
⑥再次調節(jié)量氣裝置兩邊液面相平，讀數、列式計算．
問題討論：（1）⑥中調節(jié)兩邊液面相平的方法是：將水準管慢慢向下（填“上”或“下”）移動；
（2）B裝置量氣管上方少量植物油的作用是防止二氧化碳溶于水；
（3）若其他操作均正確，僅因下列因素可使M相對原子質量的測定結果偏大的是bc（填字母序號）；
a．反應前量氣管水面在0刻度處，反應后仰視讀數
b．樣品未分解完全即停止加熱
c．量氣管中未加植物油

組別	樣品質量	CO2體積
第1組	10g	2.239L
第2組	10g	2.241L
第3組	10g	2.240L

（4）該小組測得3組數據如下表所示．
測定3組數據的目的是為了減少實驗誤差，最終得到CO₂的體積為2.240  L．
方案二：該小組中小偉設計了如圖2所示的實驗裝置．準確稱量質量為10g 的MCO₃，進行實驗．
【說明】堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物．
操作步驟：①連接好裝置，檢查裝置的氣密性  ②打開彈簧夾C，在A處通入一段時間的空氣
③稱量F的質量          ④關閉彈簧夾C，滴加稀硫酸反應
⑤打開彈簧夾C，再次通入一段時間空氣
⑥再次稱量F的質量，得前后兩次質量差為4.4g．
問題探究：（1）E、G裝置的作用分別是吸收產生氣體中的水分、防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入F中．若沒有G裝置，則測定的M的相對原子質量會偏大（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
（2）實驗選用稀硫酸而不選用稀鹽酸的理由是使用稀鹽酸會使產生的二氧化碳中混有氯化氫氣體，導致測定結果不準確．
（3）下列措施可以提高實驗結果準確性的是abc
a．②⑤步驟中通入空氣時都要緩緩通入 b．④步驟中滴加稀硫酸時要慢慢滴入
c．滴加稀硫酸要過量，直至D中沒有氣泡產生
（4）根據實驗數據，求MCO₃中金屬M的相對原子質量（寫出計算過程）

Answer 1

分析 方案一：（1）根據液面越低壓強越小進行解答；
（2）少量植物油可以防止二氧化碳溶于水；
（3）根據能使生成的氣體體積增加考慮；
（4）根據表中信息，得出二氧化碳的質量解答；
方案二：（1）根據濃硫酸和堿石灰的作用解答；
（2）根據鹽酸具有揮發(fā)性解答；
（3）根據實驗操作對實驗結果的影響解答；
（4）根據實驗數據結合反應的化學方程式解答．

解答 解：方案一：（1）液面越低壓強越小，所以加熱A時，隨著碳酸鹽樣品分解，量氣管內的液面逐漸下降，為防止量氣管內氣體壓強過大，可將水準管緩慢下移，故答案為：下；
（2）少量植物油可以隔離二氧化碳和水，防止二氧化碳溶于水，故答案為：防止二氧化碳溶于水；
（3）本實驗主要通過測量二氧化碳的體積，通過密度已知可以計算二氧化碳的質量，進而計算碳元素的質量，
根據$\frac{Mc}{{M}_{鹽}}=\frac{{m}_{鹽}}{{m}_{C}}$得${M}_{鹽}=\frac{{m}_{鹽}}{{m}_{C}}Mc$，據此公式進行分析；
a、應前量氣管水面到0刻度處，反應后仰視讀數，讀數偏大，二氧化碳體積偏大，m_C偏大，M_鹽偏��；b、樣品未分解完全即停止實驗，可導致實際測得氣體的體積偏小，m_C偏小，M_鹽偏大；c、量氣管中未加植物油，二氧化碳溶于水，可導致實際測得氣體的體積偏小，m_C偏小，M_鹽偏大，故選bc；
（4）取3組數據的值，這樣做的目的是為了減少實驗誤差，得到CO₂的體積為：$\frac{2.239L+2.241L+2.240L}{3}$=2.240L，故答案為：為了減少實驗誤差；2.240；
方案二：（1）濃硫酸能吸收產生氣體中的水分，G處干燥管能防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入F中，若沒有G裝置，則會使F裝置增加的質量增大，測定的M的相對原子質量會偏大，故填：吸收產生氣體中的水分，防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入F中，偏大；
（2）若是選擇稀鹽酸，則會使產生的氣體中混有氯化氫氣體，導致F裝置質量偏大，測定結果不準確，故填：使用稀鹽酸會使產生的二氧化碳中混有氯化氫氣體，導致測定結果不準確；
（3）a．②⑤步驟中通入空氣時都要緩緩通入，可以除去空氣中的二氧化碳，且能使產生的二氧化碳全部進入F裝置中被吸收，能提高準確性；
b．④步驟中滴加稀硫酸時要慢慢滴入，可以使產生的二氧化碳被充分反應，能提供準確性；
c．滴加稀硫酸要過量，直至D中沒有氣泡產生，能提供準確性；
故填：abc；
（4）根據題干提供的信息，生成二氧化碳的質量為4.4g，設M原子的相對原子質量為x
MCO₃+H₂SO₄═MSO₄+H₂O+CO₂↑
x+60                              44
10g                                4.4g
$\frac{x+60}{44}=\frac{10g}{4.4g}$ 
x=40
答：MCO₃中金屬M的相對原子質量為40．

點評 本題通過提出問題、做出猜想、設計實驗方案、進行實驗等環(huán)節(jié)，體現了科學探究的一般過程．但本題計算量較大，要求學生對知識掌握程度較高，是一道綜合性較強的題目的難題．