Question

【題目】為測定碳酸鈣的純度（設(shè)含雜質(zhì)SiO2），某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下幾個實驗方案：方案Ⅰ
①稱取碳酸鈣樣品M g
②用c1mol/L的鹽酸V1 mL（過量）溶解樣品
③取溶解后的溶液體積的十分之一，用c2 mol/L的NaOH溶液滴定，恰用去V2 mL．
方案Ⅱ
①稱取碳酸鈣樣品M g
②高溫煅燒直至質(zhì)量不再改變，冷卻后稱量，剩余固體質(zhì)量為M1g
方案Ⅲ
①稱取碳酸鈣樣品M g
②加入足量c mol/L的鹽酸V mL使之完全溶解
③過濾并取濾液
④在濾液中加入過量c1 mol/L的Na2CO3溶液V1 mL
⑤將步驟④中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱重，質(zhì)量為M1g．
根據(jù)以上實驗方案，回答以下問題：
（1）方案Ⅰ中計算碳酸鈣純度的公式為 ．
（2）方案Ⅱ中的“冷卻”應(yīng)如何操作？；理由是 ．
（3）方案Ⅲ中不需要的數(shù)據(jù)是 （填選項編號）．
A.c、V
B.c1、V1
C.M1
D.M
（4）方案Ⅲ中為了減少實驗誤差，必要的操作是 （填選項編號）．
A.精確測定Na2CO3溶液的體積V1 mL
B.精確配制Na2CO3溶液，使其濃度為c1 mol/L
C.將步驟③所得沉淀洗滌，洗滌液并入④中
（5）請再設(shè)計一個實驗方案：

Answer 1

【答案】
（1） ×100%
（2）應(yīng)該在干燥器中冷卻；防止生成的CaO與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)，造成誤差
（3）AB
（4）C
（5）稱取CaCO3樣品Mg，加入過量的鹽酸，收集并測定標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的氣體的體積VmL
【解析】解：（1）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)后剩余鹽酸的十分之一被氫氧化鈉溶液中和，則與碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸為C1V1×10﹣3﹣10C2V2×10﹣3 ， 則碳酸鈣物質(zhì)的量為0.5（C1V1×10﹣3﹣10C2V2×10﹣3），所以碳酸鈣純度為 ×100%，故答案為： ×100%；（2）因CaO會與空氣中的CO2、H2O發(fā)生反應(yīng)，所以放在干燥器中冷卻，防止生成的CaO與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)，造成誤差；故答案為：應(yīng)該在干燥器中冷卻；防止生成的CaO與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)，造成誤差；（3）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M′g，不需要的數(shù)據(jù)是濃度和體積，故答案為：AB；（4）為減少實驗誤差，必要的操作是，減小誤差主要是鹽酸溶解后的鈣離子全部轉(zhuǎn)移后沉淀出；A．精確測定Na2CO3溶液體積V′mL，利用的是沉淀質(zhì)量，碳酸鈉溶液過量沉淀鈣離子完全即可，故A不符合；B．精確配制濃度c′mol/L Na2CO3溶液，利用的是沉淀質(zhì)量，碳酸鈉溶液過量沉淀鈣離子完全即可，與碳酸鈉濃度精確度無關(guān)，故B不符合；C．將步驟③所得沉淀洗滌，洗滌液也應(yīng)并入④中，保證溶解的鈣離子重新全部沉淀出來，故C符合；故答案為：C；（5）利用一定質(zhì)量的固體中加入過量鹽酸充分反應(yīng)后測定生成二氧化碳氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，利用碳元素守恒計算碳酸鈣的純度，具體方案為：稱取CaCO3樣品M g，加入過量的鹽酸，收集并測定標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的氣體的體積VmL，故答案為：稱取CaCO3樣品M g，加入過量的鹽酸，收集并測定標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的氣體的體積VmL． （1）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)后剩余鹽酸的十分之一被氫氧化鈉溶液中和，則與碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸為C1V1×10﹣3﹣10C2V2×10﹣3 ， 則碳酸鈣物質(zhì)的量為0.5（C1V1×10﹣3﹣10C2V2×10﹣3），據(jù)此計算碳酸鈣純度；（2）因CaO會與空氣發(fā)生反應(yīng)，所以放在干燥器中冷卻；防止生成的CaO與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)，造成誤差；（3）方案Ⅲ是利用固體質(zhì)量稱量來計算碳酸鈣的純度，據(jù)此分析判斷；（4）減小誤差主要是鹽酸溶解后的鈣離子全部轉(zhuǎn)移后沉淀出；（5）實驗設(shè)計可以利用一定質(zhì)量的固體中加入過量鹽酸充分反應(yīng)后測定生成二氧化碳氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，利用碳元素守恒計算碳酸鈣的純度．