Question

17．为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（样品中所含杂质不溶于水，也不与酸反应），某同学采用如下实验装置来研究．

（1）装置B用来干燥气体，B中所盛的试剂可以是浓硫酸．
（2）利用如同装置进行实验时，下列情况会使碳酸钙质量分数的测量结果偏小的有③④．
①实验开始时A、B装置以及导气管内残留有少量空气
②进入C装置的气体中还混有少量HCl气体
③气体通过C装置速度过快，CO₂来不及被NaOH溶液全部吸收
④实验结束时，各装置内还残留有少量CO₂气体
（3）实验中取5克矿石样品，将20克稀盐酸平均分成4次注入，测量并记录每次充分反应后装置C的质量（如表），求出该矿石样品中碳酸钙的质量分数．（碳酸钙与盐酸反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑）

死眼次数	1	2	3	4
加入稀盐酸的质量/克	5	5	5	5
充分反应后装置C的质量/克	150.52	151.04	151.56	151.76

Answer 1

分析 （1）二氧化碳气体可用浓硫酸来干燥；
（2）根据装置的特点和实验的过程分析对计算出碳酸钙质量的影响；
（3）根据质量守恒定律C装置的质量增加量为吸收的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可计算出碳酸钙的质量即可计算出矿石样品中碳酸钙的质量分数．

解答 解：（1）装置B用来干燥气体，B中所盛的试剂可以是浓硫酸．
（2）①实验开始时A、B装置以及导气管内残留有少量空气，对计算碳酸钙的质量不影响；
②进入C装置的气体中还混有少量HCl气体，HCl气体能与氢氧化钠溶液反应，使计算出碳酸钙的质量偏大，测量结果偏大；
③气体通过C装置速度过快，CO₂来不及被NaOH溶液全部吸收，使计算出碳酸钙的质量偏小，测量结果偏小；
④实验结束时，各装置内还残留有少量CO₂气体，使计算出碳酸钙的质量偏小，测量结果偏小．
（3）A装置是气体发生装置，B装置是气体干燥装置，C、装置是二氧化碳收集装置．所以C装置的质量增加量为吸收的二氧化碳的质量将数据加工如下：

实验次数	1	2	3	4
加入稀盐酸的质量/克	5	5	5	5
C装置的起始质量/克	150	150.52	151.04	151.56
充分反应后装置C的质量/克	150.52	151.04	151.56	151.76
C装置的质量变化/克	推出0.52	0.52	0.52	0.2

可知生成的二氧化碳的质量为0.52g+0.52g+0.52g+0.2g=1.76g
设生成1.76g二氧化碳需要的碳酸钙的质量为x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
x                                         1.76g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{1.76g}$   解得：x=4g
则石灰石样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{4g}{5g}$×100%=80%
故答为：（1）浓硫酸；（2）③④；（3）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%

点评 明确实验设计原理，根据原理分析实验装置的作用，进而根据给出的数据计算．