题目内容

精英家教网为测定碳酸钙纯度(设所含杂质为SiO2),同学们设计了如下两个实验方案:
【方案I】
(1)组装发生并测定生成气体体积的实验装置,并检验气密性;
(2)称取碳酸钙样品W g;
(3)加入过量盐酸;
(4)收集并测定生成的气体体积V mL.
问题I-1:如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,那么测定的碳酸钙的纯度会
 
(填“偏高、偏低、无影响”).
问题I-2:在方框中画出测定生成的气体体积的装置简图.
【方案II】
(1)称取碳酸钙样品Wg;
(2)在锥形瓶中用C mol/L盐酸V mL(过量)溶解样品;
(3)加入甲基橙作指示剂,再用浓度为C1mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定过量的盐酸,用去氢氧化钠溶液V1毫升.(已知甲基橙的变色范围是pH=3.1~4.4)
问题II-1:未滤去不溶物SiO2,对测定结果是否有影响?(填有或无)
 

理由是
 

问题II-2:碳酸钙纯度表达式
 

【方案评价】
你认为以上两个方案中,最好的方案是
 

另一个方案不够好的理由是
 
分析:【方案Ⅰ】、问题I-1如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,依据天平称量原理分析,称量出物质的质量减小;
问题I-2测定生成的气体体积的装置是测定反应生成二氧化碳气体的条件,可以利用排饱和碳酸氢钠溶液的方法测定,据此画出装置图;
【方案Ⅱ】问题II-1:酸碱中和反应终点是利用指示剂变色确定,滴定终点为弱酸性,不能溶解二氧化硅,二氧化硅不与氢氧化钠溶液反应,不需要过滤;
问题II-2:碳酸钙纯度依据实验过程中计算和碳酸钙反应的盐酸,依据碳元素守恒得到碳酸钙含量;
【方案评价】分析判断方案Ⅱ测定结果更准确,方案Ⅰ气体测定会产生加大误差;
解答:解:【方案Ⅰ】、问题I-1如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,依据天平称量原理分析,砝码质量减小,称量出物质的质量减小,所以那么测定的碳酸钙的纯度会偏低;
故答案为:偏低;
问题I-2;测定生成的气体体积的装置是测定反应生成二氧化碳气体的条件,可以利用排饱和碳酸氢钠溶液的方法测定,导气管短进长出装置图为:精英家教网
故答案为:精英家教网
【方案Ⅱ】问题II-1:酸碱中和反应终点是利用指示剂甲基橙变色确定,甲基橙的变色范围是pH=3.1~4.4,滴定终点为弱酸性,不能溶解二氧化硅,二氧化硅不与氢氧化钠溶液反应,不需要过滤;
故答案为:无,甲基橙变色时,溶液呈弱酸性,此时SiO2不会与氢氧化钠溶液发生反应;
问题II-2:称取碳酸钙样品Wg,在锥形瓶中用C mol/L盐酸V mL(过量)溶解样品,加入甲基橙作指示剂,再用浓度为C1mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定过量的盐酸,用去氢氧化钠溶液V1毫升,所以溶解碳酸钙需要的氯化氢物质的量=Cmol/L×V×10-3L-C1mol/L×V1×10-3L,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,则碳酸钙物质的量=0.5(Cmol/L×V×10-3L-C1mol/L×V1×10-3L),碳酸钙纯度=
(CV-C1V1)×10-3×0.5×100
W
×100%=
0.05(CV-C1V1)
W
×100%;
故答案为:
0.05(CV-C1V1)
W
×100%;
【方案评价】对比实验方案,分析判断方案Ⅱ测定结果更准确;方案Ⅰ中气体体积难于准确测定,实验操作复杂,不易准确测定;
故答案为:方案II,测量生成的CO2的体积操作较繁琐,误差较大;计算时还需将其折算成标准状况时的体积,比较复杂.
点评:本题考查了实验探究物质组成的实验设计和测定方法,⑩⑩⑩?实验探究物质存在和性质的实验设计和分析判断,注意实验过程中的数据应用,掌握基础是关键,题目难度中等.
练习册系列答案
相关题目
为测定碳酸钙纯度(设含杂质SiO2),学生设计了如下几个实验方案,请回答每个方案中的问题.
[方案Ⅰ](1)称取碳酸钙样品 M g;
(2)用c mol/L 盐酸V mL(过量)溶解样品;
(3)取溶解后的溶液
V10
mL,用c′mol/L NaOH溶液滴定,恰好用去V′mL.
问题1:列出本实验中所用到的仪器名称(除铁架台及附件、烧杯之外)
 

问题2:加盐酸后是否需要滤出SiO2后再用NaOH滴定
 
(填选项编号);
A.需要               B.不需要             C.均可
问题3:碳酸钙纯度计算公式
 

[方案Ⅱ](1)称取碳酸钙样品 m g;
(2)加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解;
(3)过滤并取滤液;
(4)在滤液中加入过量c′mol/L Na2CO3溶液V′mL;
(5)将步骤(4)中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为m1g.
问题1:此方案中不需要的数据是
 
(填选项编号);
A.c、V        B.c′、V′C.m1       D. m
问题2:为减少实验误差,必要的操作是
 
(填选项编号);
A.精确测定Na2CO3溶液体积V′mL
B.精确配制浓度c′mol/LNa2CO3溶液
C.将步骤(3)所得沉淀洗涤,洗涤液应并入(4)中
D.将步骤(3)所得沉淀洗涤、干燥、称量其质量m2 g备用
问题3:步骤(5)中要将沉淀进行洗涤,如果未经洗涤,则测定的碳酸钙纯度将
 
(偏高、偏低、无影响).
上述两个方案中,较好的方案是
 
,另一方案的缺点是
 
为测定碳酸钙纯度(设含杂质SiO2),同学们设计了如下几个实验方案,请回答每个方案中的问题.
[方案I]
(1)称取碳酸钙样品 M g;
(2)加入过量盐酸;
(3)收集并测定生成的气体体积 V mL.
问题:如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,那么测定的碳酸钙的纯度会
 
(偏高、偏低、无影响)
[方案II]
(1)称取碳酸钙样品 M g;
(2)用c mol/L 盐酸 V mL(过量)溶解样品;
(3)取溶解后的溶液
V10
mL,用c′mol/L NaOH溶液滴定,恰好用去V′mL.
问题1:列出本实验中所用到的仪器名称(除铁架台及附件、烧杯之外)
 

问题2:加盐酸后是否需要滤出SiO2后再用NaOH滴定
 
(填选项编号).
A.需要               B.不需要             C.均可
[方案III]
(1)称取碳酸钙样品 M g;
(2)把样品高温(1000℃)煅烧直至质量不再发生变化,冷却后称量,质量为M′g.
问题1:为什么要煅烧至1000℃且“直至质量不再改变”?
 

问题2:本方案中的“冷却”应如何操作
 

[方案IV]
(1)称取碳酸钙样品 M g;
(2)加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解;
(3)过滤并取滤液;
(4)在滤液中加入过量c′mol/L Na2CO3溶液V′mL;
(5)将步骤(4)中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为M′g.
问题1:此方案中不需要的数据是
 
(填选项编号).
A.c、V        B.c′、V′C. M′D. M
问题2:为减少实验误差,必要的操作是
 
(填选项编号).
A.精确测定Na2CO3溶液体积V′mL
B.精确配制浓度c′mol/L Na2CO3溶液
C.将步骤(3)所得沉淀洗涤,洗涤液也应并入(4)中
D.将步骤(3)所得沉淀洗涤、干燥、称量其质量M′g备用
问题3:步骤(5)中要将沉淀进行洗涤,如果未经洗涤,则测定的碳酸钙纯度
 
(偏高、偏低、无影响).
综上所述,你认为4个方案中,最好的方案是
 
,其它方案的缺点分别是:
方案IV:沉淀的洗涤、干燥、称量操作过程复杂,容易造成较大误差;
方案
 
 

方案
 
 

(9分)为测定碳酸钙纯度(设所含杂质为SiO2),同学们设计了如下两个实验方案:

【方案I】

(1)组装发生并测定生成气体体积的实验装置,并检验气密性;

(2)称取碳酸钙样品W g;

(3)加入过量盐酸;

(4)收集并测定生成的气体体积V mL。

问题I—1:如果称量样品时,砝码底部有一处未被实验者发现的残缺,那么测定的碳酸

钙的纯度会         (填“偏高、偏低、无影响”)。

问题I—2:在方框中画出测定生成的气体体积的装置简图。

【方案II】

(1)称取碳酸钙样品Wg;

(2)在锥形瓶中用C mol/L盐酸V mL(过量)溶解样品;

(3)加入甲基橙作指示剂,再用浓度为C1 mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定过量的盐酸,用去氢氧化钠溶液V1毫升。(已知甲基橙的变色范围是pH=3.1~4.4)

问题II—1:未滤去不溶物SiO2,对测定结果是否有影响?(填有或无)         

理由是                                             

问题II—2:碳酸钙纯度表达式                                         

【方案评价】

你认为以上两个方案中,最好的方案是                    

另一个方案不够好的理由是                                            

 

(16分)为测定碳酸钙纯度(设含杂质SiO2),学生设计了如下几个实验方案。请回答每个方案中提出的问题。

【方案I】

(1)称取碳酸钙样品 M g;

(2)加入过量盐酸;

(3)收集并测定生成的气体体积 V mL。

问题1:反应结束后,量气管中的显示如右图所示,接下来的操作是:                                    ,读出甲管中液面的读数。

【方案II】

(1)称取碳酸钙样品 M g;

(2)用c mol/L 盐酸 V mL(过量)溶解样品;

(3)取溶解后的溶液mL,以酚酞作指示剂,用c′ mol/L NaOH溶液滴定,恰好用去V′mL。

问题2:列出本实验中所用到的主要仪器名称(除铁架台及附件、烧杯之外)                                            

问题3:碳酸钙纯度计算公式                                 

问题4:当碳酸钙溶解完全后,少量未溶的SiO2没过滤去,结果得到碳酸钙纯度________    (偏大、偏小或无影响)

【方案Ⅲ】

(1)称取碳酸钙样品 M g;

(2)加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解;

(3)过滤并取滤液;

(4)在滤液中加入过量c′ mol/L Na2CO3溶液V′mL;

(5)将步骤(4)中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为M′g。

问题5:此方案中不需要的数据是                (填选项编号)。

A.c、V        B.c′、 V′      C. M′       D. M      

问题6:为减少实验误差,步骤(3)、(5)过滤后都要对沉淀进行洗涤,如果步骤(3)未经洗涤,则测定的碳酸钙的纯度将             (偏大、偏小、无影响,下同);如果步骤(5)未经洗涤,则测定的碳酸钙纯度将           

问题7:判断步骤(4)中Na2CO3溶液是否过量的方法是                          。

 

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