Question

【題目】學習興趣小組對貝殼中碳酸鈣的含量進行探究。

（提出問題）如何選擇藥品和設(shè)計裝置進行測定？

（查閱資料）貝殼的主要成分是CaCO3，其它成分對實驗影響忽略不計室溫時，CaCO3不溶于水，CaSO4微溶于水

（設(shè)計與實驗）實驗一：選擇藥品。分別取等質(zhì)量顆粒狀和粉末狀的貝殼樣品與等體積、等濃度的稀鹽酸在圖1的三頸燒瓶中反應，采集數(shù)據(jù)

（1）圖1中反應的化學方程式是_________

（2）據(jù)圖2分析，選擇粉末狀樣品的依據(jù)是________

（3）據(jù)圖3分析，影響實驗測定準確性的原因：一是水蒸氣含量增加；二是_____

實驗二：設(shè)計裝置。小組設(shè)計了圖4裝置進行測定

（4）打開活塞，稀硫酸進入試管，觀察到的現(xiàn)象是_________。 反應結(jié)束后進行讀數(shù)。讀數(shù)前調(diào)節(jié)水準管與量氣管液面相平的原因是_____

實驗三：優(yōu)化裝置。在老師指導下，小組優(yōu)化并設(shè)計了圖5裝置進行測定

（5）試劑a是__________

（6）檢查該裝置氣密性的方法是________

（7）加入足量稀硫酸，一段時間后反應停止。再加入氯化銨溶液，發(fā)現(xiàn)又產(chǎn)生氣泡，推測加入氯化銨的作用是__________

（數(shù)據(jù)處理）

（8）實驗三中，樣品質(zhì)量為m g，加入稀硫酸體積為V1mL，加入氯化銨溶液體積為V2 mL，右側(cè)針筒最后讀數(shù)為V mL，則反應生成CO2體積為______。該實驗條件下CO2密度為d g/mL，則樣品碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)表達式為________

（反思與評價）

（9）與實驗二相比，實驗三的優(yōu)點是______（寫一點）。

Answer 1

【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 單位時間內(nèi)，反應效率更高 濃鹽酸揮發(fā)出來的HCl氣體增加 試管中出現(xiàn)氣泡，量氣管內(nèi)液面下降，水準管內(nèi)液面上升 使內(nèi)外壓強平衡 濃硫酸 將右側(cè)注射器的活塞向右拉，松手，活塞恢復至原處 促進微溶的硫酸鈣溶解，使硫酸繼續(xù)與碳酸鈣反應 VmL（V1mL+V2mL） ×100% 樣品中的碳酸鈣能全部與稀硫酸反應，測定的結(jié)果更準確

【解析】

（1）由題意可知，圖1中的反應是貝殼中的碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，故反應的化學方程式寫為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

（2）由圖2可知，粉末狀貝殼與鹽酸反應的時間短，說明單位時間內(nèi)，反應效率更高，故填單位時間內(nèi)，反應效率更高。

（3）由圖3可知，隨反應時間的延長，濃鹽酸揮發(fā)出來的HCl氣體增加，也能影響實驗測定準確性，故填濃鹽酸揮發(fā)出來的HCl氣體增加。

（4）稀硫酸與碳酸鈣反應生成硫酸鈣、水和二氧化碳，觀察到的現(xiàn)象是試管中出現(xiàn)氣泡，量氣管內(nèi)液面下降，水準管內(nèi)液面上升，故填試管中出現(xiàn)氣泡，量氣管內(nèi)液面下降，水準管內(nèi)液面上升；

由題意可知，影響實驗測定準確性的因素包括壓強，讀數(shù)前調(diào)節(jié)水準管與量氣管液面相平可以使內(nèi)外壓強平衡，避免壓強不同對實驗的準確性產(chǎn)生干擾，故填使內(nèi)外壓強平衡。

（5）試劑a為濃硫酸，用濃硫酸吸收生成二氧化碳中的水分，避免水分對測定二氧化碳產(chǎn)生干擾，故填濃硫酸。

（6）檢查該裝置氣密性的方法是連接裝置，將右側(cè)注射器的活塞向右拉，松手，如果活塞恢復至原處，證明裝置不漏氣，故填將右側(cè)注射器的活塞向右拉，松手，活塞恢復至原處。

（7）氯化銨溶液，發(fā)現(xiàn)又產(chǎn)生氣泡，說明加入氯化銨后硫酸與碳酸鈣繼續(xù)反應，說明氯化銨能夠促進硫酸鈣的溶解，故填促進微溶的硫酸鈣溶解，使硫酸繼續(xù)與碳酸鈣反應。

（8）實驗后收集到的氣體包括二氧化碳和空氣，其中空氣的體積=V1mL+V2mL，所以反應生成CO2體積=VmL（V1mL+V2mL），故填VmL（V1mL+V2mL）；

由化學方程式CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑可知，參加反應的碳酸鈣與生成的二氧化碳的質(zhì)量比=100：44，消耗碳酸鈣的質(zhì)量為g，樣品碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)表達式=×100%，故填×100%。

（9）與實驗二相比，實驗三的優(yōu)點是樣品中的碳酸鈣能全部與稀硫酸反應，測量的結(jié)果更準確，故填樣品中的碳酸鈣能全部與稀硫酸反應，測定的結(jié)果更準確。