Question

某種胃藥中抗酸劑為CaCO₃．甲、乙兩同學為測定其中CaCO₃含量，分別設計以下兩種方案（藥片中的其它成分與HCl和NaOH溶液均不反應）．請回答下列有關問題：
（1）甲同學擬用右圖裝置測量樣品與足量稀鹽酸反應生成CO₂的體積，來分析CaCO₃的含量．則①X的作用是______
②B中不可改用飽和Na₂CO₃溶液，用離子方程式說明理由______
（2）乙同學擬用以下操作測定樣品中CaCO₃含量：
A．配制0.100mol/L HCl溶液和0.100mol/L NaOH溶液
B．取一粒藥片（0.100g），研碎后加入20mL蒸餾水
C．加入30mL 0.100mol/L 的鹽酸，充分反應
D．用0.100mol/L NaOH溶液中和過量的鹽酸至中性，共消耗NaOH溶液18.00mL
試回答下列問題：
①配制0.100mol/L HCl溶液100mL需要的玻璃儀器是______
②該胃藥中CaCO₃的質量分數是______
（3）甲同學將實驗中獲得的17.92mL CO₂ （標準狀況）通入10mL 0.100mol/L NaOH溶液中，判斷所得溶液的溶質是______（填化學式）

Answer 1

解：（1）①連通管X能使漏斗和廣口瓶中的壓強保持一致，使鹽酸順利流下，故答案為：使廣口瓶內與分液漏斗內氣體壓強相等，便于溶液順利流下；
②若用碳酸鈉溶液，溶液中會發生反應：CO₃^2-+CO₂+H₂O=HCO₃^-，導致生成的二氧化碳被消耗，測定結果偏小，故答案為：CO₃^2-+CO₂+H₂O=HCO₃^-；
（2）①配制0.100mol/L HCl溶液100mL需要的玻璃儀器有100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒，故答案為：100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒；
②反應所用鹽酸與氫氧化鈉溶液的濃度相等，氫氧化鈉溶液的體積為18.00 mL，則與碳酸鈣反應的鹽酸為30.00mL-18.00 mL=12.00 mL．根據反應：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑可知，100g：2mol=m（CaCO₃）：0.100 mol/L×0.012L，解得：m=0.06 g，碳酸鈣的質量分數為 ×100%=60%，故答案為：60%；
（3）標況下，17.92mL CO₂ 的物質的量是×10^-3mol=0.0008mol，10mL0.100mol/L NaOH溶液中含有氫氧根離子的物質的量是0.01L×0.100mol/L=0.001mol，
根據關系式：CO₂～Na₂CO₃～2OH^-、CO₂～NaHCO₃～OH^-，完全生成碳酸鈉，需要消耗氫氧根離子0.0008mol×2=0.0016mol＞0.001mol；完全生成碳酸氫鈉，需要消耗氫氧根離子的物質的量是：0.0008mol＜0.001mol，氫氧根離子有剩余，所以溶液中溶質是碳酸鈉和碳酸氫鈉的化合物，
故答案為：Na₂CO₃、NaHCO₃．
分析：（1）①裝置A中連通管X能使分液漏斗和廣口瓶中的壓強保持一致，使鹽酸順利流下；
②碳酸鈉溶液能夠和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，消耗了二氧化碳；
（2）①根據配制一定物質的量濃度的溶液步驟選擇用到的儀器；
②反應所用鹽酸與氫氧化鈉溶液的濃度相等，氫氧化鈉溶液的體積為18.00 mL，則與碳酸鈣反應的鹽酸為30.00mL-18.00 mL=12.00 mL．根據反應：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑計算碳酸鈣的質量，再根據質量分數定義計算；
（3）計算出二氧化碳的物質的量和氫氧化鈉的物質的量，然后根據二者物質的量關系判斷溶液中溶質的組成．
點評：本題考查對實驗原理的理解與實驗操作評價、物質含量測定、滴定原理利用，化學計算等，難度中等，理解實驗原理是關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力，學習中全面把握基礎知識