Question

12．為了測(cè)定某石灰石礦樣的純度（其中所含雜質(zhì)不與酸反應(yīng)），某同學(xué)按如下流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：用鹽酸溶解礦樣→干燥所得氣體→用NaOH溶液吸收氣體→根據(jù)NaOH溶液的增重量計(jì)算礦樣的純度．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所取礦樣的質(zhì)量為10g．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）A為溶解礦樣的裝置，若已經(jīng)準(zhǔn)備了長(zhǎng)頸漏斗、雙孔橡膠塞、導(dǎo)氣管，為了完成溶解至少還需要的實(shí)驗(yàn)儀器是廣口瓶（或錐形瓶、大試管、燒瓶）
（2）A中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）B中所盛的試劑是濃硫酸
（4）根據(jù)如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列情況會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生偏差的是①②③④
①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始A、B裝置以及導(dǎo)氣管內(nèi)殘留有少量空氣
②進(jìn)入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體
③氣體通過(guò)速度過(guò)快，CO₂來(lái)不及被NaOH溶液全部吸收
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)還殘留有少量CO₂氣體
（5）將插入溶液的管子的下端改成具有多孔的球泡（圖中的D），有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，其理由是可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收
（6）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行正確操作可以準(zhǔn)確測(cè)出礦樣的純度，若此時(shí)C裝置在實(shí)驗(yàn)前后其質(zhì)量增加了3.6g，則該礦樣的純度為82%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)為了完成溶解至少還需要的實(shí)驗(yàn)儀器是什么，須知此實(shí)驗(yàn)共須哪些儀器進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)須注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)將插入溶液的管子的下端改成具有多孔的球泡后可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)C瓶中多出的質(zhì)量是吸收生成的CO₂的質(zhì)量，以及CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑可計(jì)算出CaCO₃的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{碳酸鈣的質(zhì)量}{樣品總質(zhì)量}$可計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）要完成此實(shí)驗(yàn)，需要的實(shí)驗(yàn)儀器有長(zhǎng)頸漏斗、雙孔橡膠塞、導(dǎo)氣管、廣口瓶（或錐形瓶、大試管、燒瓶），所以至少還需要的實(shí)驗(yàn)儀器是：廣口瓶（或錐形瓶、大試管、燒瓶）；
（2）石灰石的化學(xué)式是CaCO₃，鹽酸的化學(xué)式為HCl，故A中發(fā)生的反應(yīng)是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑，所以B中所盛的試劑是濃硫酸；
（4）①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始A、B裝置以及導(dǎo)氣管內(nèi)殘留有少量空氣，這樣溶液使實(shí)驗(yàn)不精確，不能正確計(jì)算反應(yīng)物的生成；
②說(shuō)明在前面的反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有完全反應(yīng)；
③氣體通過(guò)速度過(guò)快，CO₂來(lái)不及被NaOH溶液全部吸收，會(huì)使計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確；
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)還殘留有少量CO₂氣體，說(shuō)明CO₂沒(méi)有被NaOH溶液全部吸收，會(huì)使計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確；
故選：①②③④；
（5）多孔的球泡可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收，有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度．故答案為：可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收；
（6）設(shè)樣品中CaCO₃的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
 x                                         3.6g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{3.6g}$
x≈8.2g
樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.2g}{10g}$×100%=82%．
故答案為：（1）廣口瓶（或錐形瓶、大試管、燒瓶）；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）濃硫酸；
（4）①②③④；
（5）可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收；
（6）樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要測(cè)試學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的掌握和物質(zhì)純度的計(jì)算，學(xué)生必須牢記操作實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，并能熟練運(yùn)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算，才能正確解答．