Question

17．為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（樣品中所含雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應(yīng)），某同學(xué)采用如下實(shí)驗(yàn)裝置來研究．

（1）裝置B用來干燥氣體，B中所盛的試劑可以是濃硫酸．
（2）利用如同裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列情況會(huì)使碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測量結(jié)果偏小的有③④．
①實(shí)驗(yàn)開始時(shí)A、B裝置以及導(dǎo)氣管內(nèi)殘留有少量空氣
②進(jìn)入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體
③氣體通過C裝置速度過快，CO₂來不及被NaOH溶液全部吸收
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各裝置內(nèi)還殘留有少量CO₂氣體
（3）實(shí)驗(yàn)中取5克礦石樣品，將20克稀鹽酸平均分成4次注入，測量并記錄每次充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量（如表），求出該礦石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑）

死眼次數(shù)	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質(zhì)量/克	5	5	5	5
充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量/克	150.52	151.04	151.56	151.76

Answer 1

分析 （1）二氧化碳?xì)怏w可用濃硫酸來干燥；
（2）根據(jù)裝置的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)的過程分析對計(jì)算出碳酸鈣質(zhì)量的影響；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律C裝置的質(zhì)量增加量為吸收的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量即可計(jì)算出礦石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）裝置B用來干燥氣體，B中所盛的試劑可以是濃硫酸．
（2）①實(shí)驗(yàn)開始時(shí)A、B裝置以及導(dǎo)氣管內(nèi)殘留有少量空氣，對計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量不影響；
②進(jìn)入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體，HCl氣體能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量偏大，測量結(jié)果偏大；
③氣體通過C裝置速度過快，CO₂來不及被NaOH溶液全部吸收，使計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量偏小，測量結(jié)果偏小；
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各裝置內(nèi)還殘留有少量CO₂氣體，使計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量偏小，測量結(jié)果偏小．
（3）A裝置是氣體發(fā)生裝置，B裝置是氣體干燥裝置，C、裝置是二氧化碳收集裝置．所以C裝置的質(zhì)量增加量為吸收的二氧化碳的質(zhì)量將數(shù)據(jù)加工如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質(zhì)量/克	5	5	5	5
C裝置的起始質(zhì)量/克	150	150.52	151.04	151.56
充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量/克	150.52	151.04	151.56	151.76
C裝置的質(zhì)量變化/克	推出0.52	0.52	0.52	0.2

可知生成的二氧化碳的質(zhì)量為0.52g+0.52g+0.52g+0.2g=1.76g
設(shè)生成1.76g二氧化碳需要的碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
x                                         1.76g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{1.76g}$   解得：x=4g
則石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%
故答為：（1）濃硫酸；（2）③④；（3）石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)裝置的作用，進(jìn)而根據(jù)給出的數(shù)據(jù)計(jì)算．