Question

珍珠粉以其良好的养颜等功效，获得消费者喜爱。资料显示：珍珠中含碳酸钙80—93%、蛋白质4—14%、水份2—4%、十几种氨基酸、28种微量元素。然而一些不法分子用回收的贝壳加上工业用氢氧化钠配制的药水进行清洗、晾晒以后直接加工销售，其主要成分是：碳酸钙，及少量残留氢氧化钠。以下是某化学兴趣小组设计辨别真假珍珠，并测定珍珠中碳酸钙含量的实验探究方案。
【探究一】辨别市售珍珠真与假。
将其分别溶于水，充分搅拌、静置，测定上层清液的pH；若pH    7（填“>”或“<”或“=”）为假珍珠，理由是    。
【探究二】测定珍珠中碳酸钙含量。

小王用图所示装置测定该珍珠粉中碳酸钙的含量。实验方案如下：
⑴检查装置气密性：按图连接装好置后，将注射器活塞（不考虑活塞的摩擦和自重，下同）从刻度1mL处向上拉至刻度20mL处，    (填操作和现象），则气密性良好；
⑵在图异型装置左管内装入1.1g 上述珍珠粉样品，右管内倒入一定量的稀盐酸，注射器（规格为250mL）活塞推到底部，再次连接装置；
⑶设法使左右两管内的药品混合，反应结束后读取注射器读数为220mL；
⑷数据处理：计算得该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为    。［ρ〔CO₂〕=2g/L，结果保留小数点后1位］
【实验思考】
⑴此实验中的反应原理是    (用化学方程式表示)；
⑵考虑注射器因素，该实验方案对珍珠粉的用量多少是否必须作要求？    ；
⑶【探究二】中的第⑶步，混合两种药品的方法是    ；
⑷该实验装置设计上的优点在于    （写出1点即可）。

Answer 1

【探究一】> （1分） 假珍珠中残留氢氧化钠使得溶液呈碱性（1分）
【探究二】⑴松开注射器活塞，活塞重新回到1mL刻度处（2分）⑷  90.9%（2分）
【实验反思】⑴CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑（1分）
⑵需要。若珍珠粉用量太大，生成CO₂气体的体积超过注射器容量限制，则无法测量。（1分）
⑶将异型装置向左倾斜，使稀盐酸流入左边管内。（1分）
⑷方便操作和测量气体的体积（或防止酸与珍珠粉混合时出现冲塞现象等）（1分）

解析试题分析：【探究一】根据题意，假珍珠的主要成分是：碳酸钙，及少量残留氢氧化钠，故将其溶于水，充分搅拌、静置，所得上层清液应显碱性，故pH>7。
【探究二】⑴若装置气密性良好，则将注射器活塞从刻度1mL处向上拉至刻度20mL处时，装置内的压强会减小，则松开注射器活塞，在大气压的作用下，活塞重新回到1mL刻度处。
⑷根据题意，反应结束后读取注射器读数为220mL，即说明反应生成二氧化碳气体为220mL，则二氧化碳的质量=0.22L×2g/L=0.44g。
设该珍珠粉中碳酸钙的质量为x
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
100                         44
x                           0.44g
100:44=x:0.44g
解得x=1g
则该珍珠粉中碳酸钙的质量分数=×100%=90.9%
【实验反思】⑴碳酸钙和盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，故反应的化学方程式为CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。
⑵若珍珠粉用量太大，则生成CO₂气体的体积会超过注射器容量限制，则无法测量，故该实验方案需要考虑珍珠粉的用量。
⑶将异型装置向左倾斜，使稀盐酸流入左边管内。
⑷该实验装置操作方便，由于反应始终在密闭装置内完成，故测量气体的体积较准确；同时由于活塞可自由活动，能防止酸与珍珠粉混合时出现冲塞现象。
考点：实验探究物质的组成成分以及含量，检查装置的气密性，酸的化学性质，碳酸钠、碳酸氢钠与碳酸钙，书写化学方程式，根据化学方程式的计算
点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。