Question

【題目】某校習小組的同學們準備測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。

（提出問題）如何測定石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數？

（實驗設計）將樣品與稀鹽酸反應，測定反應后生成CO2 的體積，再根據體積換算為質量，最后根據CO2 的質量求出樣品中碳酸鈣的質量。下圖1 為大理石與稀鹽酸反應的反應裝置，圖2 用于測量CO2 的體積。

（1）寫出圖1 中儀器的名稱：②___________

（2）圖2裝置中油層的作用是__________為便于控制反應速率，可用_______代替長頸漏斗。

（3）___________（填操作方法）可使反應前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積

（實驗拓展）為進一步探究固體狀態與產生氣體的關系，同學們進行了如下實驗：將采集到的樣品用水沖洗后晾干，稱取20.00g 樣品平均分成兩份，分別與足量相同質量分數的稀鹽酸反應進行下列測定（如圖3），經數據處理得到釋放出二氧化碳的質量與反應時間的關系圖（如圖4）。

（4）圖3所示實驗中數據記錄紙上應該連續記錄的實驗數據是計時器讀數和__________。

（5）由圖4中曲線可以看出，固體物質與液體物質反應，當其他條件相同時，其影響實驗的原因是__________。

（6）試求樣品中碳酸鈣的質量分數__________（假設樣品中其他雜質不參加反應，不考慮水、氯化氫逸出，寫出計算過程）

（反思與評價）

（7）有同學認為圖 3 裝置不能準確測定產生的氣體的質量，原因是 __________。

Answer 1

【答案】鐵架臺 阻止二氧化碳溶于水 分液漏斗 調節量氣筒高度，使反應前后兩邊液面相平 電子天平示數 反應物的形狀 75% 錐形瓶仍殘留二氧化碳

【解析】

（1）圖1 中儀器②的名稱是鐵架臺，故填鐵架臺。

（2）油層的作用是阻止二氧化碳溶于水，故填阻止二氧化碳溶于水；

通過長頸漏斗控制滴加液體的速度可以控制反應速率，故填長頸漏斗。

(3)由圖可知，通過調節量氣筒高度，使反應前后兩邊液面相平可使反應前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，故填調節量氣筒高度，使反應前后兩邊液面相平。

（4）由圖4可知，還要記錄反應過程中實驗裝置的質量變化，故填電子天平示數。

（5）由圖4中曲線可以看出影響實驗的原因是反應物石灰巖的形狀，故填反應物的形狀。

（6）解：設參加反應的碳酸鈣的質量為x

100:44=x:3.30g

x=7.5g

樣品中碳酸鈣的質量分數為×100％=75％

答：樣品中碳酸鈣的質量分數為75％。

（7）由圖可知，反應后錐形瓶內還有殘留的二氧化碳，計算出的二氧化碳的質量小于其實際質量，故填錐形瓶仍殘留二氧化碳。