Question

8．（1）化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与盐酸反应，测定反应后生成的CO₂质量，再根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量．为测定CO₂的质量，他们想出了以下A、B、C三种方案，填空帮助他们完成设计方案：
A．可称量反应前后物质总质量的减小量．
B．可称量吸收CO₂前后盛有氢氧化钠溶液容器质量的增大量．
C．选用如图1甲装置可测量产生的CO₂的体积，再利用此时CO₂的密度，可计算CO₂的质量．图1中瓶内水面上油层的作用是防止二氧化碳溶于水．

（2）如表是五组学生按方案A的正确装置所测得的数据．

小组	取用石灰石样品质量	测得CO2的质量	碳酸钙的质量分数
①	1.0g	0.46g	104%
②	2.0g	0.80g	91%
③	2.5g	1.0g	93%
④	3.0g	1.2g	92%
⑤	4.0g	1.5g	85.7%

根据如表所得数据，该样品中碳酸钙质量分数的平均值为92%．
（3）根据实验，在上述三种方案中发现方案B的误差比较大，导致方案B误差大的最主要原因是泡沫溢出或样品粉末撒落或二氧化碳不能被氢氧化钠溶液完全吸收（其它合理答案亦可）．
（4）为了减少误差，有人对方案A提出改进，其改进装置如图，装置中装无水氯化钙的目的是吸收二氧化碳中的水蒸气[强调干燥二氧化碳]，注射器的作用是将二氧化碳全部赶出容器内．

Answer 1

分析 （1）对比两装置中导管的位置，判断可测定二氧化碳气体的装置；根据测定的体积，使用体积与质量关系式可计算出其质量；其中油层可防止二氧化碳气体被水所消耗；
（2）数据处理，在处理明应把明显不合理的数据剔除，质量分数平均值即有效的质量分数的和与实验次数之比；分析导致结果出现误差的原因，应围绕碳酸钙的质量进行分析，如样品撒落致使杂质量偏小或碳酸钙未完成反应致使杂质量偏大．

解答 解：（1）c、乙图装置使二氧化碳通过水中，不能测得二氧化碳的量，故应选用甲装置测定放出二氧化碳气体的体积；利用二氧化碳气体的密度可计算出二氧化碳的质量；装置中的油层可防止二氧化碳与水接触而消耗二氧化碳；
（2）实验①⑤所得数据明显存在问题，可排除不计，由②③④三次的实验数据可知，该样品中碳酸钙质量分数的平均值为92%；
（3）若实验过程中样品粉末撒落或反应速度较快而使样品随泡沫溢出都会使得测量值偏大；
（4）无水氯化钙可以吸收二氧化碳中的水蒸气[强调干燥二氧化碳]；注射器可以将二氧化碳全部赶出容器内，使结果更准确；
故答案为：
（1）c、甲；体积；密度；防止二氧化碳溶于水；
（2）92%；
（3）泡沫溢出或样品粉末撒落或二氧化碳不能被氢氧化钠溶液完全吸收（其它合理答案亦可）；
（4）吸收二氧化碳中的水蒸气[强调干燥二氧化碳]；将二氧化碳全部赶出容器内．

点评 利用相关的化学基础知识，根据实验的目的及对实验的描述或实验装置图的分析，明确实验的过程及操作方法，是解决此类实验型问题的突破口．