Question

Ⅰ：金屬材料用途廣泛，回答下列問題：
（1）人們大量使用的是合金而不是純金屬，是因為合金具有更多優(yōu)良性能．例如鋼鐵比純鐵硬度

 

�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．
（2）鋼鐵表面刷油漆，目的是阻止鐵與空氣中的氧氣、

 

接觸而生銹，若要檢測鋼鐵表面的油漆是否破損，可在油漆表面涂上CuSO₄溶液，其原理是

 

　（用化學方程式表示）．
Ⅱ、煉鐵的原料之一為石灰石，某興趣小組為了測定某鋼鐵廠所用石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，利用下圖裝置設計了以下實驗方案：
【實驗原理】：測定一定質(zhì)量的石灰石與足量稀鹽酸反應產(chǎn)生的二氧化碳在常溫常壓下的體積，根據(jù)密度求出二氧化碳的質(zhì)量，然后根據(jù)發(fā)生的化學反應方程式算出石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量，進而求出石灰石中中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
【實驗步驟】：①連接裝置并檢查裝置氣密性；
②在試管B中加入10克礦石A，分液漏斗中加入足量的稀鹽酸，C、D管中加入一定量的水，C管的液面上加一 層油，并將分液漏斗A和試管B用長導管E連接起來．
石灰石
③記錄C中液面刻度（C為帶有刻度的玻璃管）；④由A向B中滴加稀鹽酸至過量；⑤待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復至室溫后，記錄C中液面刻度，計算得到氣體的體積為V mL（經(jīng)查，該氣 B體密度為ρg/L）；⑥計算氣體的質(zhì)量并由此求出石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)
【實驗分析】
（1）小明同學認為在實驗前要將石灰石全磨成粉末狀，你認為他的目的是：

 

；
（2）小潔同學認為該實驗的設計中最經(jīng)典的是連接儀器A和儀器B的橡膠管E，你認為如果沒有橡膠管E，則會對實驗結(jié)果產(chǎn)生何種影響？

 

（3）檢查該裝置的氣密性時，如圖準備好裝置，在C、D兩管中裝好水且液面相平，提高D管，

 

，則氣密性良好；
（4）通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應中途加酸還是重新實驗：清判斷并說明理由

 

．
（5）實驗結(jié)束時同學們才發(fā)現(xiàn)由于粗心，小偉將植物油加到了D管的水面上，大家一致認為由于該粗心將會導致測得的礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)產(chǎn)生誤差，你認為該誤差是

 

（填偏大或偏�。�．
（6）化學老師看了他們的實驗設計后，對他們的設計方案和合作意識、探究精神都給予了很高的評價，并對他們進行啟發(fā)：二氧化碳的質(zhì)量可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律，測反應前后燒杯中剩余物質(zhì)的質(zhì)量之差來求得，于是他們又在燒杯中進行了如下的實驗測定：

實驗次數(shù) 項目	第一次	第二次	第三次
所取礦石A的質(zhì)量/g	12	12	15
所加稀鹽酸的質(zhì)量/g	120	150	100
剩余物質(zhì)的質(zhì)量	127.6	157.6	110.6

請你和他們一起完成實驗數(shù)記的分析和計算：
①當所取礦石A和稀鹽酸的質(zhì)量比

 

時，礦石A和稀鹽酸恰好完全反應．
②礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？
③所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

考點：合金與合金的性質(zhì),實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,金屬銹蝕的條件及其防護,鹽的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：金屬與金屬材料,綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：Ⅰ（1）從合金比純金屬具有更多優(yōu)良性能去分析解答；
（2）從鐵與空氣中的氧氣、水發(fā)生反應生成鐵銹，如果油漆破損，露出的鐵和硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵和紅色的銅去分析解答；
【實驗分析】
（1）從將石灰石全磨成粉末狀，能增大石灰石與稀鹽酸的接觸面積使反應速率更快去分析解答；
（2）從如果沒有橡膠管E，加入稀鹽酸也會占據(jù)一定體積，使測得的二氧化碳的體積偏大，導致實驗結(jié)果偏大去分析解答；
（3）從如氣密性不好，根據(jù)連通器原理兩側(cè)兩端液面相平去分析解答；
（4）從如果中途加酸會導致裝置中氣體漏出影響實驗結(jié)果去分析解答；
（5）從實驗中將植物油加到了C管的水面上，其目的是防止產(chǎn)生的二氧化碳氣體溶于水或與水發(fā)生反應去分析解答；
（6）①從表中數(shù)據(jù)：三次生成二氧化碳的質(zhì)量都相等，但加入稀鹽酸的質(zhì)量和石灰石的質(zhì)量不相等去分析解答；
②根據(jù)12g石灰石完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g去分析解答；
③根據(jù)100g稀鹽酸完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g去分析解答．

解答：解：Ⅰ（1）因為合金比純金屬具有更多優(yōu)良性能，所以人們大量使用的是合金而不是純金屬，例如鋼鐵比純鐵硬度大；故答案為：大；
（2）鐵與空氣中的氧氣、水發(fā)生反應生成鐵銹，若要檢測鋼鐵表面的油漆是否破損，可在油漆表面涂上CuSO₄溶液，如果油漆破損，露出的鐵和硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵和紅色的銅，其反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；故答案為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
【實驗分析】
（1）實驗前要將石灰石全磨成粉末狀，能增大石灰石與稀鹽酸的接觸面積使反應速率更快；故答案為：增大與稀鹽酸的接觸面積；
（2）如果沒有橡膠管E，加入稀鹽酸也會占據(jù)一定體積，使測得的二氧化碳的體積偏大，導致實驗結(jié)果偏大；故答案為：偏大；
（3）檢查該裝置的氣密性時，如圖準備好裝置，在C、D兩管中裝好水且液面相平，提高D管，C、D管液面產(chǎn)生固定的液面差，則氣密性良好，否則根據(jù)連通器原理兩側(cè)兩端液面相平；故答案為：C、D管液面產(chǎn)生固定的液面差；
（4）通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，如果中途加酸會導致裝置中氣體漏出影響實驗結(jié)果，故應重新實驗；故答案為：應重新試驗，因為中途加酸會導致裝置中氣體漏出；
（5）實驗中將植物油加到了C管的水面上，其目的是防止產(chǎn)生的二氧化碳氣體溶于水或與水發(fā)生反應，導致測得二氧化碳的體積偏小，從而使碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)偏�。还蚀鸢笧椋浩��。�
（6）①由表中數(shù)據(jù)：第一次生成二氧化碳質(zhì)量為：12g+120g-127.6g=4.4g，第二次生成二氧化碳的質(zhì)量：12g+150g-157.6g=4.4g；二者生成二氧化碳的質(zhì)量相同，加入石灰石的質(zhì)量都是12g，但是第二次加入酸的質(zhì)量是150g，說明12石灰石中的碳酸鈣完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量為：4.4g；第三次生成二氧化碳的質(zhì)量為：15g+100g-110.6g=4.4g，石灰石的質(zhì)量增加到了15g，但是二氧化碳的質(zhì)量卻沒有增加，說明100g稀鹽酸完全反應可生成4.4g二氧化碳；故12g石灰石和100g稀鹽酸恰好完全反應，其質(zhì)量比為：12g：100g=3：25；故答案為：3：25；
②由上面①的分析可知12g石灰石完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，設：礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為x，
        CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
        100                   44
        12g×x                4.4g
         

100

44

=

12g×x

4.4g

 
      x=83.3%
答：礦石A中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為83.3%
③由上面①的分析可知100g稀鹽酸完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，設所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)y，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
       73             44
      100g×y         4.4g

73

44

=

100g×y

4.4g

y=7.3%
答：稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為7.3%

點評：表格分析數(shù)據(jù)時，要在一定量相同的情況下，去分析變量的變化，從而得出正確的結(jié)論．