Question

9．如图1为“хх”钙片商品标签图，请根据标签的有关信息完成下列各题．

该钙片主要成分碳酸钙，碳酸钙的相对分子质量为 ①100．
某校化学兴趣小组为了确认标签中碳酸钙的含量是否真实，决定通过实验进行探究．
实验目标：测定该钙片主要成分碳酸钙的含量．
实验原理：取一定质量的钙片与足量的稀盐酸反应，测量生成的CO₂的质量（已知该状态下CO₂的密度），然后计算其中碳元素的质量，利用反应前后碳元素的质量不变，再计算出碳酸钙的质量．
实验方案：兴趣小组的同学们经过思考提出了以下几种实验方案，请你参与他们对实验方案的讨论、取舍．
方案一：甲同学设计了如图2所示的装置，通过反应后右侧注射器（注射器最大量程为20mL）内收集到气体的量来进行计算．
（1）同学们观看了他的设计后，都认为该方案中样品的取用的量需要一定的控制，这是因为样品过多水，产生的气体过多会导致注射器活塞被顶出；取样过少时，产生气体太少会导致误差过大．
（2）同学们讨论后，一致认为注射器的摩擦会影响生成的CO₂的完全收集．
方案二：乙同学设计了如图3所示的装置，与甲同学的相比，仅仅在收集方法上不同．
（1）同学们观看了他的设计后，都认为所测得CO₂气体的体积将会①偏小（填偏大或偏小），你认为他们的理由是②会有部分二氧化碳溶解在水中，你的改进方案是③在水面上滴一层植物油；广口瓶内原有的空气对实验结果④没有（填“有”或“没有”）影响．
（2）同学们讨论后，一致认为把装置改进后测得生成的CO₂气体体积会偏大，你认为他们的最主要理由是滴入的盐酸有一定的体积，导致测定的气体体积偏大．
方案三：丙同学设计了如图4所示的装置．同学们观看后一致认可他的设计，并按照他的思路设计了以下实验步骤．
实验步骤：
①连接装置并检查装置气密性；
②加入10片钙片和水；
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加稀盐酸至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，该气体密度为ρg/L）；
⑥计算气体的质量．
实验反思：
（1）丙同学在实验前将钙片全磨成粉末状，你认为他的目的是：使样品中的碳酸钙完全反应，同时能够加快反应速率；
（2）检查该装置的气密性时，如图准备好装置，在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管，液面静止后，C、D液面存在高度差，则气密性良好；
（3）实验结论：经多次实验（钙片都是10片），所得CO₂气体的平均质量是6.82g，请你最后计算确认标签中碳酸钙的含量是真实（填“真实”或“不真实”）的．（最后一空不需要写计算过程）

Answer 1

分析 根据碳酸钙的化学式可以计算碳酸钙的相对分子质量；
生成二氧化碳的质量决定于药品的质量；
二氧化碳能够溶于水，不溶于植物油；
反应物接触越充分，反应速率越快；
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；
通过提供的数据减小计算，可以判断标签中碳酸钙的含量是否属实．

解答 解：碳酸钙的化学式是CaCO₃，相对分子质量为：40+12+（16×3）=100；
方案一：
（1）因为样品过多水，产生的气体过多会导致注射器活塞被顶出；取样过少时，产生气体太少会导致误差过大，因此样品的取用的量需要一定的控制；
方案二：
（1）因为二氧化碳能够溶于水，因此会有部分二氧化碳溶解在水中，导致所测得CO₂气体的体积偏小；
改进方案是：在水面上滴一层植物油；
因为有多少体积的二氧化碳进入盛有水和植物油的试剂瓶中时，就会有多少体积的水排出试剂瓶进入量筒中，因此植物油上方原有的空气对测量结果无明显影响；
（2）滴入的盐酸有一定的体积，导致测定的气体体积偏大；
实验反思：
（1）丙同学在实验前将钙片全磨成粉末状，目的是使样品中的碳酸钙完全反应，同时能够加快反应速率；
（2）检查该装置的气密性时，如图准备好装置，在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管，液面静止后，C、D液面存在高度差，则气密性良好；
（3）设1片钙片中碳酸钙的质量为x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
 100                  44
  x                 0.682g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{0.682g}$，
x=1.55g，
标签中碳酸钙的含量是真实的．
故填：100；样品过多水，产生的气体过多会导致注射器活塞被顶出；取样过少时，产生气体太少会导致误差过大；偏小；会有部分二氧化碳溶解在水中；在水面上滴一层植物油；没有；滴入的盐酸有一定的体积，导致测定的气体体积偏大；使样品中的碳酸钙完全反应，同时能够加快反应速率；液面静止后，C、D液面存在高度差；真实．

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．