Question

14．實驗設(shè)計是化學(xué)實驗的重要環(huán)節(jié)．請根據(jù)下列實驗要求回答相關(guān)問題：

【活動與探究一】收集不同體積比例的二氧化碳和一氧化碳混合氣體．
方案一：如圖1所示
（1）請寫出硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂：
（2）該實驗?zāi)塬@得二氧化碳和一氧化碳混合氣體，其原因是一氧化碳沒有完全參與反應(yīng)，有剩余
方案二：根據(jù)如圖2裝置所示請回答下列問題：（提示：飽和NaHCO₃溶液的作用是除去HCl氣體，部分夾持裝置及導(dǎo)管已略去）
（1）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）CO氣體應(yīng)由b（填“a”或“b”）通入，在C中混合后，由另一導(dǎo)管導(dǎo)出．
（3）裝置C中濃硫酸的兩點主要作用：
①干燥氣體，減少實驗誤差；②通過觀察導(dǎo)管口的氣泡來判斷是否得到了混合氣體．
測定某鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，用如圖3裝置進行如下實驗：①取研碎后的鈣片4克，倒入氣密性良好的錐形瓶中，然后在分液漏斗中加入適量的稀鹽酸，置于電子天平上測出裝置總質(zhì)量．②打開活塞，滴入足量稀鹽酸后關(guān)閉活塞，待氣泡不再冒出時，測出反應(yīng)后裝置總質(zhì)量．③整理相關(guān)數(shù)據(jù)如下表，計算出鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

反應(yīng)前總質(zhì)量（克）	275.58
反應(yīng)后總質(zhì)量（克）	274.92
反應(yīng)前后質(zhì)量差（克）	0.66
容器內(nèi)氣體質(zhì)量差（克）	m

（1）該實驗中，如果裝置中不加固態(tài)干燥劑（吸水不吸二氧化碳），則最終所算得鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量將偏大（填“偏大”“偏小”或“不變”）．
（2）反應(yīng)前容器內(nèi)是空氣（密度為ρ₁），反應(yīng)后全部是CO₂（密度為ρ₂）．則反應(yīng)前后容器（容積為V）內(nèi)的氣體質(zhì)量差m為（ρ₂-ρ₁）V．（用字母表示，反應(yīng)物的體積忽略不計）
（3）小明查閱有關(guān)數(shù)據(jù)后，計算出反應(yīng)前后容器內(nèi)的氣體質(zhì)量差m為0.22克，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，計算該鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．（鈣片中的其它成分不與鹽酸反應(yīng)）．

Answer 1

分析 【活動與探究一】方案一：硬質(zhì)玻璃管中一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．
方案二：根據(jù)反應(yīng)的原理以及化學(xué)方程式的書寫方法來分析；要根據(jù)裝置的特點來分析；根據(jù)濃硫酸的吸水性來分析．
【活動與探究二】（1）根據(jù)干燥劑應(yīng)具備的性質(zhì)分析；
（2）根據(jù)氣體的密度、體積和質(zhì)量的關(guān)系分析計算；
（3）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量，再計算出該鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：【活動與探究一】方案一：（1）硬質(zhì)玻璃管中一氧化碳與氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂．故填：CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）通入玻璃管內(nèi)的一氧化碳沒有完全參與反應(yīng)，與生成的二氧化碳組成了混合氣體，故填：一氧化碳沒有完全參與反應(yīng)，有剩余；
方案二：（1）大理石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）一氧化碳氣體要能進能出，所以要從b管進入；故填：b；
（3）濃硫酸具有吸水性，用于干燥二氧化碳，并能根據(jù)導(dǎo)管口的氣泡來分析氣體組成．故填：通過觀察導(dǎo)管口的氣泡來判斷是否得到了混合氣體．
【活動與探究二】（1）該實驗中，如果裝置中不加固態(tài)干燥劑，水蒸氣揮發(fā)，使得最終所算得鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量將偏大；故填：偏大；
（2）反應(yīng)前容器內(nèi)是空氣（密度為ρ₁），反應(yīng)后全部是二氧化碳（密度為ρ₂），則反應(yīng)前后容器（容積為V）內(nèi)的氣體質(zhì)量差為m為：（ρ₂-ρ₁）V；故填：（ρ₂-ρ₁）V；
（3）設(shè)鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量為x
反應(yīng)后生成的二氧化碳的質(zhì)量為：0.66g+0.22g=0.88g
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   0.88g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{0.88g}$
  解得：x=2g
該鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{2g}{4g}$×100%=50%
故答為：該鈣片中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為50%．

點評 本題考查了獲取二氧化碳和一氧化碳混合氣體的二種實驗方案，掌握化學(xué)方程式的寫法、反應(yīng)的原理以及過程，知道固體質(zhì)量的減少量和反應(yīng)器內(nèi)氣體的增量就是生成二氧化碳的質(zhì)量；根據(jù)氣體的質(zhì)量算出碳酸鈣的質(zhì)量，再計算質(zhì)量分數(shù)是解題的關(guān)鍵．