Question

2．MCO₃廣泛應(yīng)用于建筑工業(yè)．它能受熱分解，也能與稀酸反應(yīng)．為了確定MCO₃中金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量，某學(xué)習(xí)小組討論了下列兩種方案．

 方案一：該小組中小梅設(shè)計(jì)如圖1實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)確稱量質(zhì)量為10g 的MCO₃；
③裝好藥品并調(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再次調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面相平，讀數(shù)、列式計(jì)算．
問題討論：（1）⑥中調(diào)節(jié)兩邊液面相平的方法是：將水準(zhǔn)管慢慢向下（填“上”或“下”）移動(dòng)；
（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(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果偏大的是bc（填字母序號(hào)）；
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加熱
c．量氣管中未加植物油

組別	樣品質(zhì)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(cè)得3組數(shù)據(jù)如下表所示．
測(cè)定3組數(shù)據(jù)的目的是為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，最終得到CO₂的體積為2.240  L．
方案二：該小組中小偉設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置．準(zhǔn)確稱量質(zhì)量為10g 的MCO₃，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【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(shí)間的空氣
③稱量F的質(zhì)量          ④關(guān)閉彈簧夾C，滴加稀硫酸反應(yīng)
⑤打開彈簧夾C，再次通入一段時(shí)間空氣
⑥再次稱量F的質(zhì)量，得前后兩次質(zhì)量差為4.4g．
問題探究：（1）E、G裝置的作用分別是吸收產(chǎn)生氣體中的水分、防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入F中．若沒有G裝置，則測(cè)定的M的相對(duì)原子質(zhì)量會(huì)偏大（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
（2）實(shí)驗(yàn)選用稀硫酸而不選用稀鹽酸的理由是使用稀鹽酸會(huì)使產(chǎn)生的二氧化碳中混有氯化氫氣體，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確．
（3）下列措施可以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的是abc
a．②⑤步驟中通入空氣時(shí)都要緩緩?fù)ㄈ?nbsp;b．④步驟中滴加稀硫酸時(shí)要慢慢滴入
c．滴加稀硫酸要過量，直至D中沒有氣泡產(chǎn)生
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求MCO₃中金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 方案一：（1）根據(jù)液面越低壓強(qiáng)越小進(jìn)行解答；
（2）少量植物油可以防止二氧化碳溶于水；
（3）根據(jù)能使生成的氣體體積增加考慮；
（4）根據(jù)表中信息，得出二氧化碳的質(zhì)量解答；
方案二：（1）根據(jù)濃硫酸和堿石灰的作用解答；
（2）根據(jù)鹽酸具有揮發(fā)性解答；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響解答；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式解答．

解答 解：方案一：（1）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，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(shí)驗(yàn)主要通過測(cè)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，進(jìn)而計(jì)算碳元素的質(zhì)量，
根據(jù)$\frac{Mc}{{M}_{鹽}}=\frac{{m}_{鹽}}{{m}_{C}}$得${M}_{鹽}=\frac{{m}_{鹽}}{{m}_{C}}Mc$，據(jù)此公式進(jìn)行分析；
a、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，m_C偏大，M_鹽偏�。籦、樣品未分解完全即停止實(shí)驗(yàn)，可導(dǎo)致實(shí)際測(cè)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(dǎo)致實(shí)際測(cè)得氣體的體積偏小，m_C偏小，M_鹽偏大，故選bc；
（4）取3組數(shù)據(jù)的值，這樣做的目的是為了減少實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)誤差；2.240；
方案二：（1）濃硫酸能吸收產(chǎn)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(jìn)入F中，若沒有G裝置，則會(huì)使F裝置增加的質(zhì)量增大，測(cè)定的M的相對(duì)原子質(zhì)量會(huì)偏大，故填：吸收產(chǎn)生氣體中的水分，防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入F中，偏大；
（2）若是選擇稀鹽酸，則會(huì)使產(chǎn)生的氣體中混有氯化氫氣體，導(dǎo)致F裝置質(zhì)量偏大，測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確，故填：使用稀鹽酸會(huì)使產(chǎn)生的二氧化碳中混有氯化氫氣體，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確；
（3）a．②⑤步驟中通入空氣時(shí)都要緩緩?fù)ㄈ耄�可以除去空氣中的二氧化碳，且能使產(chǎn)生的二氧化碳全部進(jìn)入F裝置中被吸收，能提高準(zhǔn)確性；
b．④步驟中滴加稀硫酸時(shí)要慢慢滴入，可以使產(chǎn)生的二氧化碳被充分反應(yīng)，能提供準(zhǔn)確性；
c．滴加稀硫酸要過量，直至D中沒有氣泡產(chǎn)生，能提供準(zhǔn)確性；
故填：abc；
（4）根據(jù)題干提供的信息，生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，設(shè)M原子的相對(duì)原子質(zhì)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(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量為40．

點(diǎn)評(píng) 本題通過提出問題、做出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了科學(xué)探究的一般過程．但本題計(jì)算量較大，要求學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度較高，是一道綜合性較強(qiáng)的題目的難題．