Question

17．某校学习小组准备探究气体的测定和数据处理方法．
【提出问题】
如何利用石灰石（主要成分为CaC0₃）与稀盐酸反应来测定生成CO₂的质量和体积，并处理数据．
【实验设计】通过下列两个实验分别测定C0₂的质量和体积．
【分析与表达】
（1）实验I中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断石灰石中CaC0₃完全反应的实验现象是最后一次加稀盐酸后，无气泡冒出；
（2）实验Ⅱ中，先连接好装置并检查气密性，然后装好药品，最后将10mL稀盐酸快速推入烧瓶中．若稀盐酸是分几次缓慢推入的，则可能造成的后果是由于反应生成气体使装置中压强增大，再次推入较困难；
【记录与处理】
（3）已知实验I反应前的总质量[m（大烧杯十石灰石粉末）+m（小烧杯十稀盐酸）]，要计算生成C0₂的质量，至少还需要的数据是AC
A．m（小烧杯）    B．m（大烧杯）    C．m（大烧杯十反应后剩余物）
（4）实验Ⅱ的实验记录如下（表中数据在相同温度、相同压强条件下测定）：

时间/min	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
注射器读数/ml	60.0	85.0	88.0	89.0	89.5	89.8	89.9	90.0	90.0	90.0

根据以上实验过程和数据综合分析，最终生成C0₂的体积80 mL．
（5）该学习小组的同学采集了一块石灰石样品，将其敲碎后，称出6g放入烧杯内（烧杯质量为20g）．然后加入50g稀盐酸（足量），充分反应后，再称量为73.8g（连烧杯一起）．试回答：
①将石灰石样品敲碎的主要目的是增大反应物的接触面积，使反应更充分．
②该实验过程中，共产生CO₂的质量2.2g．
③该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少？（写出计算过程，结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）根据石灰石和盐酸反应放出二氧化碳气体进行解答；
（2）根据制取气体要先检查装置的气密性进行解答；
（3）根据反应前后物质质量差就是生成二氧化碳的质量进行解答；
（4）根据从第8分钟后气体的体积不再变化以及用描点法画出生成CO₂体积随时间变化的曲线即可；
（5）考虑增大接触面积有利于充分反应；根据化学方程式进行计算．

解答 解：（1）石灰石和盐酸反应放出二氧化碳气体，所以，判断石灰石中CaCO₃完全反应的实验现象是最后一次加入稀盐酸，仍没有气泡产生；
（2）制取气体要先检查装置的气密性；然后装好药品，最后将10ml稀盐酸快速推入烧瓶中．若稀盐酸是缓慢推入的，则可能造成的后果是烧瓶内气压增大，稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落；
（3）根据反应前后物质质量差就是生成二氧化碳的质量，已知实验I反应前的总质量[m（大烧杯+石灰石粉末）+m（小烧杯+稀盐酸）]，所以要计算生成CO₂的质量，至少还需要的数据是m（小烧杯）和m（大烧杯+反应后剩余物）；
（4）从第8分钟后气体的体积不再变化，但原稀盐酸占有10mL（推入稀盐酸后仍然会恢复到原压强），所以第1分钟生成CO₂的体积是50mL，第2分钟是75mL，最终生成CO₂的体积是80mL；
（5）①将石灰石样品敲碎的主要目的是增大接触面积有利于充分反应．
②该实验过程中，共产生CO₂的质量是6g+20g+50g-73.8g=2.2g．
③设该石灰石样品中碳酸钙的质量是x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{2.2g}$
解之得x=5g．
石灰石样品中碳酸钙的质量分数=$\frac{5g}{6g}$×100%=83.3%．
答案：
（1）最后一次加稀盐酸后，无气泡冒出；
（2）由于反应生成气体使装置中压强增大，再次推入较困难；
（3）A C；    
（4）80；
（5）①增大反应物的接触面积，使反应更充分；
②2.2g；
③83.3%

点评 掌握装置气密性检验一般方法，本题主要考查分析和应用信息解答实际问题的能力，要结合物质的性质和反应规律进行综合分析．