题目内容

2．化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数
Ⅰ、他们的方法是：
（1）取3.0g样品放入烧杯；
（2）加入足量的稀盐酸至恰好不再产生气体时，测定反应后生成的CO2质量；
（3）根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量及质量分数．
Ⅱ、为测定CO2的质量，他们想出了以下方案，请帮助他们完成设计方案：
（1）选用如图甲（填“甲”或“乙”）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．图中瓶内水面上油层的作用是防止二氧化碳溶于水．
（2）他们选用该方案时测量的气体在常温下体积为440mL．已知常温下CO2气体的密度为2.0g/L，则上述反应放出气体的质量为0.88g．
请根据化学反应方程式计算该石灰石样品中CaCO3的质量分数．
Ⅲ、实验后小明提出用不同的方法测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数：
（1）取mg样品放入烧杯；
（2）加入足量的稀盐酸至不再产生气体时，过滤，洗涤、干燥后称量剩余固体质量为ng；
（3）根据剩余固体的质量求出样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{m-n}{m}$×100%．（用m、n的代数式表示）

分析 Ⅱ、（1）根据二氧化碳的性质来选择并根据装置的特点来完成该题的解答；
（2）根据密度公式可以求算出二氧化碳气体的质量；然后结合碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式可以求得碳酸钙的质量，进而求算出碳酸钙的质量分数；
Ⅲ、根据质量守恒定律可以完成该题的解答；

解答 解：Ⅱ（1）二氧化碳能够溶于水，所以为了使实验结果更准确，二氧化碳不能和水接触，所以应该选择甲装置，进入量筒中的水的体积即为二氧化碳的体积，而装置中油的作用就是为了防止二氧化碳溶于水而影响实验结果的；
（2）根据题意可知生成二氧化碳气体的体积为440mL=0.44L，所以根据密度公式可以知道生成二氧化碳气体的质量为：m=ρV=2.0g/L×0.44L=0.88g；
设石灰石样品中CaCO3的质量为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100                   44
 x                   0.88g
$\frac{100}{44}$=$\frac{x}{0.88g}$
解得：x=2.0g 
该石灰石样品中CaCO3的质量分数为：$\frac{2.0g}{3.0g}$×100%=66.7%；
答：该石灰石样品中CaCO3的质量分数为66.7%；
Ⅲ、根据质量守恒定律可以知道，反应前后固体的质量减少的质量即为被反应了的碳酸钙的质量，即为：（m-n）g，所以可以表示出样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{m-n}{m}$×100%；
故答案为：Ⅱ、（1）甲；体积；防止二氧化碳溶于水；
（2）0.88；66.7%；
Ⅲ、$\frac{m-n}{m}$×100%．

点评 熟练掌握二氧化碳及碳酸钙的化学性质，并记住相应的化学方程式，能够根据化学方程式进行简单的计算，另外要掌握质量分数的公式．

练习册系列答案
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13．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定的条件下，充分反应，测得反应前后各物质质量如下表所示，有关说法错误的是（　　）
物质甲乙丙丁
反应前质量（g）414210
反应后质量（g）待测20631
A．反应后，甲的“待测”值应为0B．丁是生成物
C．该反应是复分解反应D．反应中甲与乙的质量比是4：19
10．下列变化中，前者是物理变化，后者是化学变化的一组是（　　）
①盐酸除锈，石蜡熔化．②白磷自燃，空气液化．③点燃蜡烛，二氧化碳通入石灰水．
④冰融化成水，倒置泡沫灭火器产生二氧化碳．⑤汽油挥发、酒精燃烧．
A．①③B．②⑤C．③④D．④⑤
17．现有H、C、O、Ca、S四种元素，请选用其中的元素写出符合下列要求的物质
①含氧量最多的氧化物H2O；
②大理石的主要成分CaCO3；
③白酒中的主要成分C2H5OH；
④汽水中含有的一种酸H2CO3；
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7．草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料．某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下：
【查阅资料】
A．草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2
B．白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色
C．还原氧化铜的气体需纯净、干燥
【实验设计】（如图1）

（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气．
（2）可选择图2实验装置中的乙（选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”．
【问题讨论】
（3）D中浓硫酸的作用是干燥气体，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中黑色固体变红色（填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2．
（4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是将装置中的空气排尽，防止CO和空气的混合气体受热爆炸．
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有NaOH溶液的洗气瓶，该洗气瓶的作用是NaOH．
【数据分析】
（6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图3所示，请分析该图回答下列问题：
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