Question

珍珠粉以其良好的養顏等功效，獲得消費者喜愛。資料顯示：珍珠中含碳酸鈣80﹣93%、蛋白質4﹣14%、水份2﹣4%、十幾種氨基酸、28種微量元素．然而一些不法分子用回收的貝殼加上工業用氫氧化鈉配制的藥水進行清洗、晾曬以后直接加工銷售，其主要成分是：碳酸鈣，及少量殘留氫氧化鈉．以下是某化學興趣小組設計辨別真假珍珠，并測定珍珠中碳酸鈣含量的實驗探究方案。
【探究一】辨別市售珍珠真與假。
將其分別溶于水，充分攪拌、靜置，測定上層清液的pH；若pH　 　7（填“＞”或“＜”或“=”）為假珍珠，理由是　                                                   　。
【探究二】測定珍珠中碳酸鈣含量。
小王用如圖所示裝置測定該珍珠粉中碳酸鈣的含量，實驗方案如下：

（1）檢查裝置氣密性：按圖1連接裝好置后，將注射器活塞（規格為250mL，不考慮活塞的摩擦和自重，下同）從刻度10mL處向上拉至刻度20mL處，　          　（填操作和現象），則氣密性良好；（2）在圖1異型裝置左管內裝入1.1g 上述珍珠粉樣品，右管內倒入一定量的稀鹽酸，注射器活塞推到底部，再次連接裝置；
（3）設法使左右兩管內的藥品混合，反應結束后讀取注射器讀數為220mL；
（4）數據處理：計算得該珍珠粉中碳酸鈣的質量分數為　    　。[ρ〔CO₂〕＝2g/L，結果保留小數點后1位]
【實驗思考】（（1）此實驗中的反應原理是　                          　（用化學方程式表示）；
（2）考慮注射器因素，該實驗方案對珍珠粉的用量多少是否必須作要求？　               　；
（3）【探究二】中的第（3）步，混合兩種藥品的方法是　                                   　；
（4）該實驗裝置設計上的優點在于　                                     　（寫出1點即可）。

Answer 1

【探究一】＞，假珍珠中殘留氫氧化鈉使得溶液呈堿性；
【探究二】（1）松開注射器活塞，活塞重新回到10mL刻度處；（4）90.9%；
【實驗反思】（1）CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）需要，若珍珠粉用量太大，生成CO₂氣體的體積超過注射器容量限制，則無法測量；
（3）將異型裝置向左傾斜，使稀鹽酸流入左邊管內；（4）方便操作和測量氣體的體積

試題分析：根據題干提供的信息進行分析，假珍珠的成分中含有氫氧化鈉，使其水溶液呈堿性；根據產生的二氧化碳氣體的體積可以計算出樣品中碳酸鈣的質量分數，如果產生的二氧化碳的體積超過了注射器的測量范圍，則無法進行測定，故樣品的質量需要控制，據此解答即可。
【探究一】假珍珠中含有氫氧化鈉，使溶液呈堿性，pH大于7，故填：＞，假珍珠中殘留氫氧化鈉使得溶液呈堿性；
【探究二】（1）若裝置氣密性良好，則當將注射器活塞拉上再松開的時候，活塞會重新回到原來的位置，故填：松開注射器活塞，活塞重新回到10mL刻度處；
（4）注射器讀數為220mL，則生成的二氧化碳的質量為：0.22L×2g/L＝0.44g，設碳酸鈣的質量為x
CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                   0.44g

解得x＝1g
則該珍珠粉中碳酸鈣的質量分數為：×100%＝90.9%，故填：90.9%；
【實驗反思】（1）此實驗的原理是利用碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，故填：CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）如果產生的二氧化碳的體積超過了注射器的測量范圍，則無法進行測定，故樣品的質量需要控制，故填：需要，若珍珠粉用量太大，生成CO₂氣體的體積超過注射器容量限制，則無法測量；
（3）為使藥品混合，可以將裝置向左傾斜，是鹽酸流入左邊關管內，故填：將異型裝置向左傾斜，使稀鹽酸流入左邊管內；
（4）設計此實驗裝置，有利于測量生成的二氧化碳的體積，故填：方便操作和測量氣體的體積