题目内容

20．碳酸钙可用于预防和治疗钙缺乏症．某实验小组同学要测定一种钙片中碳酸钙的含量．
【查阅资料】获得的资料有：
（1）补钙剂中常加入糖类、维生素D等改善口感或增强药效．这些物质不与稀盐酸反应产生气体，高温灼烧时会燃烧或分解，有二氧化碳生成．
（2）碳酸钙高温灼烧分解生成氧化钙和二氧化碳．
（3）常见的碳酸钙含量测定方法：将碳酸钙粉碎，加入已知浓度的过量盐酸充分反应，然后测剩余盐酸的量，根据消耗盐酸的量最终求得碳酸钙的含量．
（4）澄清石灰水中的Ca（OH）2含量很少，100g澄清石灰水中最多含0.15g Ca（OH）2．
【方案设计和实施】根据资料和已学知识，该小组同学设计如下两种方案进行测定．
方案1：根据右图所示装置实验．
（1）锥形瓶中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）长颈漏斗下部插入液面下的目的是防止二氧化碳气体溢出．
（3）加入药品前，检验该装置气密性的方法是夹住胶管（堵住导管出口），从长颈漏斗加水至长颈漏斗中液面高于锥形瓶内液面，若一段时间不下降，则证明该装置气密性良好．
（4）记录数据如下：
钙片质量空洗气瓶质量澄清石灰水的质量反应后洗气瓶及瓶内物质总质量
25g100g200g300.4g
方案2：将钙片粉碎，加入足量的稀盐酸充分反应，根据放出气体的量计算碳酸钙的含量．记录数据如下（空烧杯质量为100g，加入钙片质量为25g）：
加入稀盐酸的质量100g200g300g400g
充分反应后烧杯及杯内物质总质量222.8g320.6g418.4g518.4g
【分析和评价】
（1）方案1和方案2中合理的是方案2，原因是澄清石灰水中的Ca（OH）2含量很少（不足），吸收的二氧化碳量很少．
（2）该小组同学没有使用碳酸钙高温灼烧分解的方法（实验室可以进行该实验），原因是加入的糖类、维生素D等物质高温灼烧时会燃烧或分解，导致最终的数据偏大．
（3）要使用【查阅资料】（3）中介绍的方法，还需要学习的是如何测定未知浓度（剩余）盐酸的量．
【结论】经过计算，该钙片中碳酸钙的质量分数是60%．

分析 通过资料：补钙剂中的糖类、维生素D等，这些物质不与稀盐酸反应产生气体，高温灼烧时会燃烧或分解，根据碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳的质量来测定钙片中碳酸钙的含量．

解答 解：方案设计和实施
（1）根据题中信息，补钙剂中除碳酸钙外其他物质不与稀盐酸反应，锥形瓶中发生碳酸钙与稀盐酸反应，化学方程式为
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）为防止二氧化碳气体溢出，长颈漏斗下部应插入液面下；
（3）加入药品前应检查装置的气密性，夹住胶管（堵住导管出口），从长颈漏斗加水至长颈漏斗中液面高于锥形瓶内液面，若一段时间不下降，则证明该装置气密性良好；
分析和评价
（1）因为氢氧化钙微溶，澄清石灰水中的Ca（OH）2含量很少，吸收的二氧化碳量很少，所以方案2合理；
（2）根据资料补钙剂中糖类、维生素D等效，高温灼烧时会燃烧或分解，导致最终数据偏大，不能使用碳酸钙高温灼烧分解的方法．
（3）要使用查阅资料（3）中介绍的方法，还需要学习的是如何测未知浓度（剩余）盐酸的量，才能计算消耗盐酸的量最终求得碳酸钙的含量；
（4）根据生成气体的量计算钙片中碳酸钙的含量，
有实验记录可知：加入300g盐酸时碳酸钙已完全反应，生成二氧化碳的质量为，（300+100+25）-418.4=6.6g
设与盐酸完全反应生成6.6g二氧化碳需碳酸钙的质量为x．
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100                    44
x                      6.6g
$\frac{100}{44}$=$\frac{x}{6.6g}$
x=15g
钙片中碳酸钙的质量分数为$\frac{15}{25}$×100%=60%．
故答案为：
方案设计及实施
（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）防止二氧化碳气体逸出；
（3）夹住胶管（堵住导管出口），从长颈漏斗加水至长颈漏斗中液面高于锥形瓶内液面，若一段时间不下降，则证明该装置气密性良好；
分析和评价
（1）方案2；澄清石灰水中的Ca（OH）2含量很少（不足），吸收的二氧化碳量很少；
（2）加入的糖类、维生素D等物质高温灼烧时会燃烧或分解，导致最终的数据偏大；
（3）如何测定未知浓度（剩余）盐酸的量；60%．

点评 主要考查了碳酸钙的化学性质，通过实验培养学生的分析实验的能力和对知识的应用能力．

练习册系列答案
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意义① ②  ③
（1）写出①、②、③的意义：

①0℃时，100g水中溶解13.3g硝酸钾就达到饱和状态，
②40℃时，100g水中溶解63.9g硝酸钾就达到饱和状态，
③100℃时，100g水中溶解246g硝酸钾就达到饱和状态．
（2）50克水在40℃时最多溶解硝酸钾质量：31.95g．
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