Question

现有一包由NaOH和CaCO₃组成的样品50克，欲测定其中CaCO₃的含量，方案有很多．现列出学生讨论出的几种结果，请阅读分析后回答相关问题．
方案一：将样品经溶解、过滤、洗涤、烘干等操作后，称量固体质量．
假如固体的测定值为10克，则w（CaCO₃）=

 

．
方案二：在样品中加入足量稀盐酸，收集到CO₂11克（不考虑CO₂的损耗）．则：
（1）样品中w（CaCO₃）=

 

．
（2）为了尽量减少实验误差，CO₂最好采用

 

_收集．
方案三：将样品经溶解、过滤、洗涤后，在滤液中加入酚酞试液，再逐滴加入10%的稀盐酸直到溶液褪色，共消耗稀盐酸73克．则w（CaCO₃）=

 

．

Answer 1

分析：方案一：利用氢氧化钠易溶于水而碳酸钙不溶，通过溶解、过滤、洗涤、烘干等操作后除去样品中的氢氧化钠；碳酸钙质量与样品质量比即为样品中w（CaCO₃）；
方案二：氢氧化钠、碳酸钙均可与盐酸反应，但氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水不产生气体二氧化碳；碳酸钙与盐酸反应放出气体二氧化碳，根据反应的化学方程式，由生成二氧化碳质量计算参加反应的碳酸钙质量；碳酸钙质量与样品质量比即为样品中w（CaCO₃）；
此实验的目的是测定反应能产生二氧化碳的量，因此，不同于制取二氧化碳时的收集，应考虑把所产生的气体全部收集；
方案三：利用氢氧化钠易溶于水而碳酸钙不溶，通过溶解、过滤、洗涤后，所得滤液为氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应后溶液呈中性，酚酞变成无色；根据反应的化学方程式，由盐酸的质量计算出样品中氢氧化钠质量，再利用质量差解得碳酸钙质量，碳酸钙质量与样品质量比即为样品中w（CaCO₃）．

解答：解：方案一，通过溶解、过滤、洗涤、烘干等操作后，所得固体为碳酸钙，即样品中碳酸钙的质量为10g；
50g样品中碳酸钙的质量分数=

10g

50g

×100%=20%
故答案为：20%；
方案二，（1）设50g样品中碳酸钙的质量为x
CaCO₃～CO₂
100    44
x      11g

100

x

=

44

11g

解之得 x=25g
50g样品中碳酸钙的质量分数=

25g

50g

×100%=50%
故答案为：50%；
（2）为减少误差，应把反应生成的二氧化碳全部收集，因此，最好使用气囊、气球或塑料袋进行收集（排水或排气不得分）；
故答案为：气囊、气球或塑料袋；
方案三，设50g样品中含氢氧化钠的质量为y
NaOH～HCl
40    36.5
y    73g×10%

40

y

=

36.5

73g×10%

解之得 y=8g
50g样品中碳酸钙的质量分数=

50g-8g

50g

×100%=84%
故答案为：84%．

点评：实验室在制取气体时，为收集到较为纯净的气体，通常采取排水集气法和排空气法收集；而本题收集气体在于测定产生气体的质量，因此，实验室收集气体的方法在此不宜采用．