Question

6．化學(xué)興趣小組欲測(cè)定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，具體方法是：將樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測(cè)定反應(yīng)后生成CO₂的體積，將體積換算為質(zhì)量，再根據(jù)CO₂的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量．如圖Ⅰ為石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的裝置，圖Ⅱ是用于測(cè)量CO₂體積的裝置．

（1）寫(xiě)出圖中A、B儀器的名稱(chēng)：①長(zhǎng)頸漏斗②酒精燈，檢查A裝置氣密性的方法是將裝置中導(dǎo)氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，向長(zhǎng)頸漏斗中注水至浸沒(méi)長(zhǎng)頸漏斗末端，繼續(xù)注水至形成一段液柱，一段時(shí)間后若液柱不下降，即可證明裝置不漏氣，若在實(shí)驗(yàn)室中利用B裝置制取氧氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，將B中裝置②加裝網(wǎng)罩，可以用于木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)（填基本反應(yīng)類(lèi)型）；
（2）圖Ⅰ裝置為石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的裝置，應(yīng)選擇A（填“A”或“B”）圖Ⅱ裝置中油層的作用是防止二氧化碳溶于水，為使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)和外界大氣壓相同，可以采取的操作方法是調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平，此時(shí)讀數(shù)的變化即為生成二氧化碳的體積．
（3）下表是三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組按方案所測(cè)得的數(shù)據(jù)．

小組	取用石灰石樣品質(zhì)量	測(cè)得CO2的質(zhì)量	碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
一	2.5g	1.32g	120%
二	2.5g	0.88g	？
三	2.5g	1.1g	100%

Ⅰ第一、三小組測(cè)定結(jié)果明顯偏高，可能的原因是①（填序號(hào)）
①鹽酸濃度過(guò)高揮發(fā)出氯化氫；
②鹽酸量不足；
③沒(méi)有將發(fā)生裝置內(nèi)的二氧化碳完全排出
Ⅱ第二小組測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）要熟悉各種儀器的名稱(chēng)、用途和使用方法；                                                                          
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣； 
高溫條件下，氧化銅和碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳；
（2）實(shí)驗(yàn)室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)不需要加熱，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
二氧化碳能夠溶于水，密度比空氣大；
（3）鹽酸易揮發(fā)；根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①是長(zhǎng)頸漏斗； ②是酒精燈；
檢查A裝置氣密性的方法有：
方法一：在乳膠管上夾彈簧夾，向長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)加水形成液封，再加適量水，靜置一段時(shí)間后，若長(zhǎng)頸漏斗液面與試管內(nèi)液面差保持不變，說(shuō)明氣密性良好．
方法二：在試管內(nèi)加入適量水形成液封后，用針筒接在乳膠管上，當(dāng)針筒緩緩?fù)饫�或�?nèi)推時(shí)，若看到試管內(nèi)有氣泡或長(zhǎng)頸漏斗下端出現(xiàn)穩(wěn)定的液柱，說(shuō)明氣密性良好．
方法三：用洗耳球或吸球代替針筒進(jìn)行如上操作．（合理答案均可）．
實(shí)驗(yàn)室中利用B裝置制取氧氣時(shí)，由于試管口沒(méi)有塞一團(tuán)棉花，應(yīng)該是利用氯酸鉀制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
將B中裝置②加裝網(wǎng)罩，可以用于木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)．
故填：長(zhǎng)頸漏斗；酒精燈；將裝置中導(dǎo)氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，向長(zhǎng)頸漏斗中注水至浸沒(méi)長(zhǎng)頸漏斗末端，繼續(xù)注水至形成一段液柱，一段時(shí)間后若液柱不下降，即可證明裝置不漏氣；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，置換反應(yīng)．
（2）石灰石與稀鹽酸反應(yīng)不需要加熱，應(yīng)選擇A裝置；
圖Ⅱ裝置中油層的作用是防止二氧化碳溶于水；
為使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)和外界大氣壓相同，可以采取的操作方法是：調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平，此時(shí)讀數(shù)的變化即為生成二氧化碳的體積．
故填：A；防止二氧化碳溶于水；調(diào)節(jié)量氣管高度，使反應(yīng)前后兩邊液面相平．
（3）Ⅰ第一、三小組測(cè)定結(jié)果明顯偏高，可能的原因是鹽酸濃度過(guò)高揮發(fā)出氯化氫．
故填：①．
Ⅱ解：設(shè)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為X，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
100                  44
X                  0.88g
$\frac{100}{X}$=$\frac{44}{0.88g}$，
X=2g，
碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{2g}{2.5g}$×100%=80%，
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．