题目内容

9.活性碳酸钙(CaCO3)和炭黑(C)常用作橡胶的填充料,用来改良橡胶性能.在不同的橡胶制品中,对活性碳酸钙和炭黑的投料比有不同的要求.现有一份由活性碳酸钙和炭黑组成的橡胶填充料样品,为测定其中活性碳酸钙的含量,小科用如图所示的实验装置进行实验

实验步骤如下:
①按图连接装置并检查装置的气密性;
②取样品4.0g,置于甲中的硬质玻璃管内,乙中加入足量的氢氧化钠溶液;
③通入干燥的氧气一段时间后,电子称的示数稳定在150.0g;
④继续保持氧气通入,点燃酒精喷灯,加强热;
⑤充分反应后(C被完全氧化,CaCO3被完全分解),最终电子称的示数稳定在152.2g;
⑥实验结束后,根据实验所得的数据进行计算.
请回答下列问题:
(1)实验中所用的氧气可以在实验室中利用过氧化氢(或氯酸钾、高锰酸钾)分解得到.
(2)步骤③中先通入干燥的氧气一段时间的目的是排尽装置内的空气,避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰.
(3)计算样品中活性CaCO3的质量分数(结果精确到0.1%).

分析 (1)根据实验室制取氧气的反应原理,进行分析解答.
(2)通入干燥的氧气一段时间,能排出装置内的空气,进行分析解答.
(3)根据题意,C被完全氧化生成二氧化碳,CaCO3被完全分解生成氧化钙和二氧化碳;氢氧化钠溶液滴加的质量即为生成二氧化碳的质量,则生成二氧化碳的质量为152.2g-150.0g=2.2g;由反应的化学方程式列式计算出参加反应的碳酸钙的质量,进而计算出活性CaCO3的质量分数即可.

解答 解:(1)实验中所用的氧气可以在实验室中利用过氧化氢(或氯酸钾、高锰酸钾)分解得到.
(2)通入干燥的氧气一段时间,能排尽装置内的空气,避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰.
(3)设样品中碳酸钙的质量为x,高温分解生成二氧化碳的质量为y
CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑        C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2
100                         44           12              44
x                               y             4g-x          2.2g-y
$\frac{100}{44}=\frac{x}{y}$        $\frac{12}{44}=\frac{4g-x}{2.2g-y}$     解得:x=$\frac{85}{22}$g
样品中活性CaCO3的质量分数为$\frac{\frac{85}{22}g}{4g}$×100%≈96.6%.
答:(1)过氧化氢(或氯酸钾、高锰酸钾);(2)排尽装置内的空气,避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰;(3)样品中活性CaCO3的质量分数为96.6%.

点评 本题难度不大,掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题,细致地分析题意、图示信息等各种信息,确定二氧化碳气体的质量是正确解答本题的前提和关键.

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