Question

現有含CaO雜質的CaC₂試樣．某研究性學習小組的同學擬用以下三種方案測定CaC₂試樣的純度．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br>（1）第一種方案：請從下圖中選用適當的裝置，設計一個實驗，測定CaC₂試樣的純度．所選用裝置的連接順序應是（填各接口的字母）：______．

	讀數次數	質量/g
錐形瓶+水+試樣	第1次	196.30
	第2次	196.15
	第3次	196.05
	第4次	196.00
	第5次	196.00

（2）第二種方案：根據試樣和水在錐形瓶中反應前后質量的變化，測定CaC₂的質量分數．先稱取試樣1.50g、錐形瓶和水的質量為195.00g，再將試樣加入錐形瓶中，反應過程中每隔相同時間測得的數據如右表：
計算CaC₂的質量分數時，必需用的數據是______．不必作第6次讀數的原因是______．此試樣中CaC₂的質量分數為______．
（3）第三種方案：稱取一定質量的試樣（1.60g），操作流程如下：



①操作Ⅱ的名稱是______．
②還需直接測定的物理量是______．
③在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，則CaC₂質量分數的測定結果______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
④請指出該實驗方案的2個不足之處______
⑤請改進這個實驗方案，至少解決其中1個不足之處______．

Answer 1

（1）乙炔氣體難溶于水可以用排水量氣方法測定氣體體積，裝置的連接順序是E、C、D、B；
故答案為：裝置的連接順序是E、C、D、B．
（2）在錐形瓶中生成乙炔，氣體逸出，剩余物質的質量減小，所以根據稱量反應前后錐形瓶和物質的質量變化，得到生成氣體的質量，根據化學方程式計算乙炔的質量，得到樣品的純度，所以需要稱量反應前錐形瓶和水的質量、樣品質量、反應后錐形瓶加水加式樣的質量，第4、5次實驗讀數相同，表明錐形瓶內質量已達恒重，反應進行完全，說明反應在第四次讀數時已經結束，
錐形瓶中發(fā)生反應CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑，生成C₂H₂的質量為（195+1.5）g-196g=0.5g，令CaC₂質量為m，則：
CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑
64g                  26g
m                   0.5g
所以m=

64g×0.5g

26g

=

16

13

g，CaC₂的質量分數為

16 13 g

1.5g

×100%=82%．
故答案為：試樣質量、錐形瓶和水的質量、第4、5次讀數；第4、5次實驗讀數相同，表明錐形瓶內質量已達恒重，反應進行完全；82%
（3）①加入鹽酸反應后生成氯化鈣溶液，實驗目的是最后稱量氯化鈣的質量，應將溶液蒸發(fā)，所用儀器為蒸發(fā)皿，并用玻璃棒攪拌，加熱后所得固體放在干燥器中冷卻后稱量；
故答案為：蒸發(fā)；
②加入鹽酸反應后生成氯化鈣溶液，實驗目的是最后稱量氯化鈣的質量，需要直接測定CaCl₂質量；
故答案為：CaCl₂質量．
③在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，會導致測定的氯化鈣的質量偏小，令原樣品中的氧化鈣物質的量為X，碳化鈣物質的量為Y，未損耗時稱量的氯化鈣質量為Z，則得到：56X+64Y=1.6；X+Y=Z/111，整理的Y=0.2-

7Z

111

，所以稱量的氯化鈣損耗越多，計算得到的碳化鈣的質量越大，所占質量分數越大，在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，損耗氯化鈣，Z減少，Y增大，CaC₂質量分數增大，所以測量結果偏大；
故答案為：偏大．
④該實驗方案的不足之處：由于CaCl₂具有很強的吸水性，稱量的不一定是無水CaCl₂的質量；CaO和CaC₂的摩爾質量接近，實驗誤差會很大．
故答案為：由于CaCl₂具有很強的吸水性，稱量的不一定是無水CaCl₂的質量；CaO和CaC₂的摩爾質量接近，實驗誤差會很大．
⑤由于CaCl₂具有很強的吸水性，稱量的不一定是無水CaCl₂的質量，可以將Ca²⁺轉化為CaCO₃或CaC₂O₄沉淀，過濾后稱其質量．
故答案為：可以將Ca²⁺轉化為CaCO₃或CaC₂O₄沉淀，過濾后稱其質量．