Question

為測定碳酸鈣純度（設(shè)含雜質(zhì)SiO₂），學(xué)生設(shè)計了如下幾個實驗方案．請回答每個方案中提出的問題．
【方案I】
（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；
（2）加入過量鹽酸；
（3）收集并測定生成的氣體體積 V mL．
問題1：反應(yīng)結(jié)束后，量氣管中的顯示如圖所示，接下來的操作是：

 

，讀出甲管中液面的讀數(shù)．
【方案II】
（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；
（2）用c mol/L 鹽酸 V mL（過量）溶解樣品；
（3）取溶解后的溶液

V

10

mL，以酚酞作指示劑，用c′mol/L NaOH溶液滴定，恰好用去V′mL．
問題2：列出本實驗中所用到的主要儀器名稱（除鐵架臺及附件、燒杯之外）

 

．
問題3：碳酸鈣純度計算公式

 

．
問題4：當(dāng)碳酸鈣溶解完全后，少量未溶的SiO₂沒過濾去，結(jié)果得到碳酸鈣純度

 

（偏大、偏小或無影響）
【方案Ⅲ】
（1）稱取碳酸鈣樣品 M g；
（2）加入足量c mol/L鹽酸V mL使之完全溶解；
（3）過濾并取濾液；
（4）在濾液中加入過量c′mol/L Na₂CO₃溶液V′mL；
（5）將步驟（4）中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱重為M′g．
問題5：此方案中不需要的數(shù)據(jù)是

 

（填選項編號）．
A．c、V        B．c′、V′C． M′D． M
問題6：為減少實驗誤差，步驟（3）、（5）過濾后都要對沉淀進行洗滌，如果步驟（3）未經(jīng)洗滌，則測定的碳酸鈣的純度將

 

（偏大、偏小、無影響，下同）；如果步驟（5）未經(jīng)洗滌，則測定的碳酸鈣純度將

 

．
問題7：判斷步驟（4）中Na₂CO₃溶液是否過量的方法是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：問題1：量氣管讀數(shù)時，應(yīng)向下移動乙管，使甲、乙兩管中的液面持平，再讀出甲管中液面的讀數(shù)；
問題2：依據(jù)實驗步驟分析所需儀器，需要取用固體試劑，天平稱量，溶解后剩余鹽酸用氫氧化鈉溶液滴定需要滴定管，錐形瓶等；
問題3：根據(jù)酸堿中和滴定中氫氧化鈉消耗的氯化氫計算出碳酸鈣反應(yīng)消耗的氯化氫，再根據(jù)碳酸鈣與氯化氫反應(yīng)的關(guān)系式計算出碳酸鈣的物質(zhì)的量、質(zhì)量及樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；
問題4：酸堿中和反應(yīng)滴定終點為中性，不會溶解二氧化硅，二氧化硅也不與鹽酸反應(yīng)，不會影響滴定結(jié)果；
問題5：加入過量鹽酸，碳酸鈣全部溶解為氯化鈣溶液，加入過量碳酸鈉會沉淀鈣離子為碳酸鈣沉淀，所以最后洗滌干燥得到的沉淀質(zhì)量即為樣品中碳酸鈣質(zhì)量，計算得到質(zhì)量分數(shù)；
問題6：步驟3未經(jīng)洗滌，則濾液中鈣離子偏少，則導(dǎo)致測定的碳酸鈣的純度將偏��；步驟5沉淀表面會沾有雜質(zhì)，沉淀不洗滌，稱量得到沉淀質(zhì)量增大，含量偏高；
問題7：靜置后，往上層清液中滴加Na₂CO₃溶液，若沒有白色沉淀生成，則Na₂CO₃溶液過量；

解答： 解：問題1：量氣管讀數(shù)時，應(yīng)向下移動乙管，使甲、乙兩管中的液面持平，再讀出甲管中液面的讀數(shù)；故答案為：向下移動乙管，使甲、乙兩管中的液面持平；
問題2：依據(jù)實驗步驟分析所需儀器，需要取用固體試劑，天平稱量，溶解后剩余鹽酸用氫氧化鈉溶液滴定需要滴定管、錐形瓶等，所以使用的儀器為：酸式滴定管（或移液管）、堿式滴定管、錐形瓶、托盤天平、藥匙，
故答案為：酸式滴定管（或移液管）、堿式滴定管、錐形瓶、托盤天平、藥匙；
問題3：碳酸鈣消耗的氯化氫的物質(zhì)的量為：c mol×V×10^-3mol/L-10c′mol×V′×10^-3mol/L=（cV-10c′V′）×10^-3mol，
碳酸鈣與氯化氫反應(yīng)的關(guān)系式為：CaCO₃～2HCl，碳酸鈣的物質(zhì)的量為：

1

2

（cV-10c′V′）×10^-3mol，
所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：

100× 1 2 (cV-10c′V′)×10 -3

M

×100%=

50(cV-10c′V′)×10 -3

M

×100%，
故答案為：

50(cV-10c′V′)×10 -3

M

×100%；
問題4：酸堿中和反應(yīng)終點是利用指示劑變色確定，滴定終點為中性，不能溶解二氧化硅，二氧化硅不與鹽酸反應(yīng)，所以無影響，故答案為：無影響；
問題5：加入過量鹽酸，碳酸鈣全部溶解為氯化鈣溶液，加入過量碳酸鈉會沉淀鈣離子為碳酸鈣沉淀，所以最后洗滌干燥得到的沉淀質(zhì)量即為樣品中碳酸鈣質(zhì)量，計算得到質(zhì)量分數(shù)，需要數(shù)據(jù)是稱取碳酸鈣樣品m g，將步驟（4）中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱重為m₁g，所以不需要的是：A．c、V 和B．c′、V′，
故答案為：AB；
問題6：步驟3未經(jīng)洗滌，則濾液中鈣離子偏少，則導(dǎo)致測定的碳酸鈣的純度將偏��；步驟5若沉淀不洗滌，沉淀表面會沾有雜質(zhì)，則稱量得到沉淀質(zhì)量會增大，測定的樣品中碳酸鈣的含量偏高；故答案為：偏��；偏大；
問題7：靜置后，往上層清液中滴加Na₂CO₃溶液，若沒有白色沉淀生成，則Na₂CO₃溶液過量；故答案為：靜置后，往上層清液中滴加Na₂CO₃溶液，若沒有白色沉淀生成，則Na₂CO₃溶液過量；

點評：本題考查了探究碳酸鈣樣品的含量、性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價，題目難度中等，注意掌握實驗過程中的數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用方法，明確評價實驗方案的原則．