Question

12．为了测定某石灰石矿样的纯度（其中所含杂质不与酸反应），某同学按如下流程进行实验：用盐酸溶解矿样→干燥所得气体→用NaOH溶液吸收气体→根据NaOH溶液的增重量计算矿样的纯度．实验过程中所取矿样的质量为10g．实验装置如图所示：
（1）A为溶解矿样的装置，若已经准备了长颈漏斗、双孔橡胶塞、导气管，为了完成溶解至少还需要的实验仪器是广口瓶（或锥形瓶、大试管、烧瓶）
（2）A中发生反应化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（3）B中所盛的试剂是浓硫酸
（4）根据如图装置进行实验，下列情况会使实验结果产生偏差的是①②③④
①实验开始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气体通过速度过快，CO₂来不及被NaOH溶液全部吸收
④实验结束时，系统内还残留有少量CO₂气体
（5）将插入溶液的管子的下端改成具有多孔的球泡（图中的D），有利于提高实验的准确度，其理由是可以增大气体与溶液的接触面积，使气体被充分吸收
（6）改进实验装置并进行正确操作可以准确测出矿样的纯度，若此时C装置在实验前后其质量增加了3.6g，则该矿样的纯度为82%．

Answer 1

分析 （1）根据为了完成溶解至少还需要的实验仪器是什么，须知此实验共须哪些仪器进行分析；
（2）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
（3）根据浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂进行分析；
（4）根据实验须注意的事项进行分析；
（5）根据将插入溶液的管子的下端改成具有多孔的球泡后可以增大气体与溶液的接触面积，使气体被充分吸收进行分析；
（6）根据C瓶中多出的质量是吸收生成的CO₂的质量，以及CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑可计算出CaCO₃的质量，根据碳酸钙的质量分数=$\frac{碳酸钙的质量}{样品总质量}$可计算出其质量分数．

解答 解：（1）要完成此实验，需要的实验仪器有长颈漏斗、双孔橡胶塞、导气管、广口瓶（或锥形瓶、大试管、烧瓶），所以至少还需要的实验仪器是：广口瓶（或锥形瓶、大试管、烧瓶）；
（2）石灰石的化学式是CaCO₃，盐酸的化学式为HCl，故A中发生的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂，所以B中所盛的试剂是浓硫酸；
（4）①实验开始A、B装置以及导气管内残留有少量空气，这样溶液使实验不精确，不能正确计算反应物的生成；
②说明在前面的反应过程中没有完全反应；
③气体通过速度过快，CO₂来不及被NaOH溶液全部吸收，会使计算结果不准确；
④实验结束时，系统内还残留有少量CO₂气体，说明CO₂没有被NaOH溶液全部吸收，会使计算结果不准确；
故选：①②③④；
（5）多孔的球泡可以增大气体与溶液的接触面积，使气体被充分吸收，有利于提高实验的准确度．故答案为：可以增大气体与溶液的接触面积，使气体被充分吸收；
（6）设样品中CaCO₃的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                     44
 x                                         3.6g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{3.6g}$
x≈8.2g
样品中CaCO₃的质量分数为：$\frac{8.2g}{10g}$×100%=82%．
故答案为：（1）广口瓶（或锥形瓶、大试管、烧瓶）；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）浓硫酸；
（4）①②③④；
（5）可以增大气体与溶液的接触面积，使气体被充分吸收；
（6）样品中CaCO₃的质量分数为82%．

点评 本题主要测试学生对实验操作的掌握和物质纯度的计算，学生必须牢记操作实验步骤和注意事项，并能熟练运用质量分数公式进行计算，才能正确解答．