Question

我市某校初三化學學習小組的同學前往某地的石灰石礦區進行調查，他們取回礦石樣品，對樣品中的碳酸鈣的質量分數進行檢測，采用了以下的辦法：
甲組同學：
測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，其方法是：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．圖1為大理石與稀鹽酸反應的反應裝置，并測量CO₂的體積．（其他儀器省略）

（1）圖中左側的橡皮管的作用

使分液漏斗和燒瓶內的氣壓始終保持平衡防止測得氣體體積有誤差

（2）圖中裝置中油層的作用是

隔絕CO₂和水，防止CO₂溶于水并和水反應

（3）

反應結束冷卻，關閉止水夾，調節量氣管高度，使反應前后兩邊液面相平

（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．
乙組同學：
【查閱資料】1．氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體
          2．堿石灰可以吸收二氧化碳氣體和水分取樣品，研成粉狀后，按圖2進行實驗．
（1）實驗步驟：
①連接好裝置，檢查氣密性； ②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；③稱量F的質量； ④關閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾C，再次快速通一段時間空氣；⑥稱量F的質量，計算前后兩次質量差．最后根據CO₂的質量求出樣品中碳酸鈣的質量
（2）問題探究：①產品研成粉的目的

增大與鹽酸的接觸面積加快反應速率，使反應進行的更充分

；
②B裝置的作用是

吸收除去空氣中的二氧化碳，以免對實驗干擾

；G裝置的作用是

防止空氣中二氧化碳和水份進入F中以免對實驗干擾

，
③若沒有E裝置，則測定的CaCO₃的質量分數會

偏大

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
④在步驟②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣的目的

排除裝置內空氣中二氧化碳氣體，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對實驗干擾

總結反思：（1）甲組同學們認為即使排除實驗儀器和操作的影響，測定的結果仍不一定準確，甲組中，可能造成實驗結果與真實值相比偏小的原因

二氧化碳溶于水中

（2）在乙組實驗步驟中，可能造成實驗結果與真實值相比偏大的原因

步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒有吸收完全

．

Answer 1

分析：利用氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿性物質能與空氣中的二氧化碳發生化學反應生成碳酸鹽，而導致化學試劑失效．因此檢驗方法可以從如何檢驗碳酸根離子出發．對于測定生成二氧化碳的質量或體積，可以將碳酸根離子與酸反應生成二氧化碳，再通過測定體積的裝置測出體積或通過吸收劑吸收計算出質量．
甲組同學：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；
乙組同學：利用堿石灰可以吸收二氧化碳氣體和水分取樣品，根據實驗步驟，進行實驗探究；

解答：解：甲組同學：
測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，其方法是：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．圖中為大理石與稀鹽酸反應的反應裝置，并測量CO₂的體積．（1）圖中左側的橡皮管的作用 使分液漏斗和燒瓶內的氣壓始終保持平衡防止測得氣體體積有誤差；
（2）圖中裝置中油層的作用是 隔絕CO₂和水，防止CO₂溶于水并和水反應；
（3）反應結束冷卻，關閉止水夾，調節量氣管高度，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，此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積．
乙組同學：【查閱資料】1．氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體
          2．堿石灰可以吸收二氧化碳氣體和水分取樣品，研成粉狀后，按圖2進行實驗．
（1）實驗步驟：①連接好裝置，檢查氣密性； ②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；③稱量F的質量； ④關閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾C，再次快速通一段時間空氣；⑥稱量F的質量，計算前后兩次質量差．最后根據CO₂的質量求出樣品中碳酸鈣的質量．
（2）問題探究：①產品研成粉的目的 增大與鹽酸的接觸面積加快反應速率，使反應進行的更充分；
②B裝置的作用是 吸收除去空氣中的二氧化碳，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對實驗干擾；G裝置的作用是 防止空氣中二氧化碳和水份進入F中以免對實驗干擾，
③若沒有E裝置，氣體中存在水分，則F中堿石灰的質量偏大，則測定的CaCO₃的質量分數會 偏大．
④在步驟②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣的目的 排除裝置內空氣中二氧化碳氣體，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對實驗干擾；
總結反思：（1）甲組同學們認為即使排除實驗儀器和操作的影響，測定的結果仍不一定準確，甲組中，可能造成實驗結果與真實值相比偏小的原因 二氧化碳溶于水中；
（2）在乙組實驗步驟中，可能造成實驗結果與真實值相比偏大的原因 步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒有吸收完全．
故答案為：甲同學：（1）使分液漏斗和燒瓶內的氣壓始終保持平衡防止測得氣體體積有誤差
（ 2）隔絕CO₂和水，防止CO₂溶于水并和水反應．
（3）反應結束冷卻，關閉止水夾，調節量氣管高度，使反應前后兩邊液面相平．
乙同學：（2）①增大與鹽酸的接觸面積加快反應速率，使反應進行的更充分；
②吸收除去空氣中的二氧化碳，以免對實驗干擾；防止空氣中二氧化碳和水份進入F中以免對實驗干擾
③偏大④排除裝置內空氣中二氧化碳氣體，使裝置中的CO₂全部被堿石灰吸收，以免對實驗干擾
總結反思：（1）二氧化碳溶于水中 （答案合理均給分）
（2）步驟⑤中快速通空氣使空氣中二氧化碳沒有吸收完全（或氫氧化鈉溶液不足量，答案合理均給分）

點評：本題綜合考查了氫氧化鈉的性質以及碳酸根的檢驗方法及其計算，計算時要注意步驟的規范性．