题目内容

18．化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，具体方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO2的体积，将体积换算为质量，再根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量．如图Ⅰ为石灰石与稀盐酸反应的装置，图Ⅱ是用于测量CO2体积的装置．

（1）写出图中A、B仪器的名称：①长颈漏斗②酒精灯，检查A装置气密性的方法是将装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，向长颈漏斗中注水至浸没长颈漏斗末端，继续注水至形成一段液柱，一段时间后若液柱不下降，即可证明装置不漏气，若在实验室中利用B装置制取氧气，化学反应方程式为2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑，将B中装置②加装网罩，可以用于木炭还原氧化铜实验，反应的化学方程式为2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑，该反应属于置换反应（填基本反应类型）；
（2）图Ⅰ装置为石灰石与稀盐酸反应的装置，应选择A（填“A”或“B”）图Ⅱ装置中油层的作用是防止二氧化碳溶于水，为使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，可以采取的操作方法是调节量气管高度，使反应前后两边液面相平，此时读数的变化即为生成二氧化碳的体积．
（3）如表是三个实验小组按方案所测得的数据．
 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 
 一 2.5g 1.32g 120%
 二 2.5g 0.88g？
 三 2.5g 1.1g 100%
Ⅰ第一、三小组测定结果明显偏高，可能的原因是①（填序号）
①盐酸浓度过高挥发出氯化氢；
②盐酸量不足；
③没有将发生装置内的二氧化碳完全排出
Ⅱ第二小组测定结果比较准确，根据数据计算石灰石中碳酸钙的质量分数．

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；                                                                          
凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气； 
高温条件下，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳；
（2）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
二氧化碳能够溶于水，密度比空气大；
（3）盐酸易挥发；
根据提供的数据可以计算碳酸钙的质量分数．

解答 解：（1）①是长颈漏斗，②是酒精灯；
检查A装置气密性的方法是：将装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，向长颈漏斗中注水至浸没长颈漏斗末端，继续注水至形成一段液柱，一段时间后若液柱不下降，即可证明装置不漏气；
实验室中利用B装置制取氧气时，由于试管口没有塞一团棉花，应该是利用氯酸钾制取氧气，反应的化学反应方程式为：2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；
将B中装置②加装网罩，可以用于木炭还原氧化铜实验，反应的化学方程式为：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑，该反应属于置换反应．
故填：长颈漏斗；酒精灯；将装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，向长颈漏斗中注水至浸没长颈漏斗末端，继续注水至形成一段液柱，一段时间后若液柱不下降，即可证明装置不漏气；2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑；置换反应．
（2）石灰石与稀盐酸反应不需要加热，应选择A装置；
图Ⅱ装置中油层的作用是防止二氧化碳溶于水；
为使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，可以采取的操作方法是：调节量气管高度，使反应前后两边液面相平，此时读数的变化即为生成二氧化碳的体积．
故填：A；防止二氧化碳溶于水；调节量气管高度，使反应前后两边液面相平．
（3）Ⅰ第一、三小组测定结果明显偏高，可能的原因是盐酸浓度过高挥发出氯化氢．
故填：①．
Ⅱ解：设样品中碳酸钙的质量为X，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，
100                  44
X                  0.88g
$\frac{100}{X}$=$\frac{44}{0.88g}$，
X=2g，
碳酸钙的质量分数为：$\frac{2g}{2.5g}$×100%=80%，
答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

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