Question

24、化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与盐酸反应，测定反应后生成的CO₂质量，再根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量．
（1）为测定CO₂的质量，他们想出了以下a、b、c三种方案，请填空以帮助他们完成设计方案：

a．可称量反应前后物质总质量的减小量．
b．可称量吸收CO₂前后盛有氢氧化钠溶液容器质量的

增大

（选填“增大”或“减小”）量．
c．选用右图

甲

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）下表是五组学生按方案a所测得的数据．

根据上表所得数据，该样品中碳酸钙质量分数的平均值为

92%

；在此实验中，导致碳酸钙质量分数比室际值偏高的可能原因

泡沫溢出或样品粉末撒落

，碳酸钙质量分数比实际值偏低的可能原因有

试样未充分反应或搅拌不充分

．

Answer 1

分析：（1）b、氢氧化钠溶液吸收反应放出的二氧化碳生成碳酸钠，根据质量守恒定律，可判断溶液质量增大；
c、对比两装置中导管的位置，判断可测定二氧化碳气体的装置；根据测定的体积，使用体积与质量关系式可计算出其质量；其中油层可防止二氧化碳气体被水所消耗；
（2）数据处理，在处理明应把明显不合理的数据剔除，质量分数平均值即有效的质量分数的和与实验次数之比；分析导致结果出现误差的原因，应围绕碳酸钙的质量进行分析，如样品撒落致使杂质量偏小或碳酸钙未完成反应致使杂质量偏大．

解答：解：（1）b、根据质量守恒定律，氢氧化钠溶液因吸收二氧化碳而质量增大；
c、乙图装置使二氧化碳通过水中，不能测得二氧化碳的量，故应选用甲装置测定放出二氧化碳气体的体积；利用二氧化碳气体的密度可计算出二氧化碳的质量；装置中的油层可防止二氧化碳与水接触而消耗二氧化碳；
（2）实验①⑤所得数据明显存在问题，可排除不计，由②③④三次的实验数据可知，该样品中碳酸钙质量分数的平均值为92%；若实验过程中样品粉末撒落或反应速度较快而使样品随泡沫溢出都会使得测量值偏大；如果碳酸钙未完全反应则会造成结果偏小；
故答案为：
（1）b、增大；c、甲；体积；密度；防止二氧化碳溶于水；
（2）92%；泡沫溢出或样品粉末撒落（其它合理答案亦可）；试样未充分反应或搅拌不充分（其它合理答案亦可）

点评：利用相关的化学基础知识，根据实验的目的及对实验的描述或实验装置图的分析，明确实验的过程及操作方法，是解决此类实验型问题的突破口．