Question

16．某校化学活动小组准备探究气体的测定和数据处理方法．
【提出问题】如何利用石灰石与稀盐酸反应来测定生成CO₂的质量和体积，并处理数据．
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO₂的质量和体积：

【分析与表达】
（1）上述两个实验中，反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）实验Ⅰ中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断石灰石中CaCO₃完全反应的实验现象是最后一次加入稀盐酸，仍没有气泡产生．
（3）实验Ⅱ中，先连接好装置，在检查装置的气密性（请简述方法将注射器往右拉，松开时活塞回到之前的刻度，则气密性良好），然后装好药品，最后将10mL稀盐酸快速推入烧杯中，若稀盐酸是缓慢推入的，则可能造成的后果是烧瓶内气压增大，稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落．
【记录与处理】
（4）已知实验Ⅰ反应前的总质量【m（大烧杯+石灰石粉末）+m（小烧杯+稀盐酸）】，要计算生成CO₂的质量，至少还需要的数据是AC
A．m（小烧杯）      B．m（大烧杯）     C．m（大烧杯+反应后剩余物）
（5）实验Ⅱ的实验记录如下（表中数据在相同温度、相同压强条件下测定）

时间/min	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
注射器读数/ml	60.0	85.0	88.0	89.0	89.5	89.8	89.9	90.0	90.0	90.0

据以上实验过程和实验数据综合分析，最终生成CO₂的体积是80mL
注意：若答对下面题奖励4分，但化学总分不超过60分．
（6）根据你的认识，在图2中坐标图中绘制出0～10min生成CO₂体积随时间变化的曲线．
【反思与评价】
（7）经过分析，你认为实验Ⅰ的优点是巧妙利用质量守恒定律测出气体的质量，实验Ⅱ的优点是用十分简单的装置，利用前后气体体积差测得二氧化碳的体积．

Answer 1

分析 （1）根据石灰石和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行解答；
（2）根据石灰石和盐酸反应放出二氧化碳气体进行解答；
（3）根据制取气体要先检查装置的气密性进行解答；
（4）根据反应前后物质质量差就是生成二氧化碳的质量进行解答；
（5）根据从第8分钟后气体的体积不再变化分析；
（6）用描点法画出生成CO₂体积随时间变化的曲线即可；
（7）根据实验I的优点是巧妙利用质量守恒定律测出气体的质量；而实验II的优点用十分简单的装置，利用前后气体体积差测得二氧化碳的体积进行解答．

解答 解：（1）石灰石和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）石灰石和盐酸反应放出二氧化碳气体，所以，判断石灰石中CaCO₃完全反应的实验现象是最后一次加入稀盐酸，仍没有气泡产生；
（3）制取气体要先检查装置的气密性，具体操作为将注射器往右拉，松开时活塞回到之前的刻度，则气密性良好；然后装好药品，最后将10ml稀盐酸快速推入烧瓶中．若稀盐酸是缓慢推入的，则可能造成的后果是烧瓶内气压增大，稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落；
（4）根据反应前后物质质量差就是生成二氧化碳的质量，已知实验I反应前的总质量[m（大烧杯+石灰石粉末）+m（小烧杯+稀盐酸）]，所以要计算生成CO₂的质量，至少还需要的数据是m（小烧杯）和m（大烧杯+反应后剩余物）；
（5）从第8分钟后气体的体积不再变化，但原稀盐酸占有10mL（推入稀盐酸后仍然会恢复到原压强），所以第1分钟生成CO₂的体积是50mL，第2分钟是75mL，最终生成CO₂的体积是80mL；
（6）用描点法画出生成CO₂体积随时间变化的曲线为

（7）实验I的优点是巧妙利用质量守恒定律测出气体的质量；而实验II的优点用十分简单的装置，利用前后气体体积差测得二氧化碳的体积．
故答案为：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）最后一次加入稀盐酸，仍没有气泡产生；
（3）将注射器往右拉，松开时活塞回到之前的刻度，则气密性良好；烧瓶内气压增大，稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落；
（4）AC；
（5）80；
（6）；
（7）巧妙利用质量守恒定律测出气体的质量；用十分简单的装置，利用前后气体体积差测得二氧化碳的体积．

点评 掌握装置气密性检验一般方法，本题主要考查分析和应用信息解答实际问题的能力，要结合物质的性质和反应规律进行综合分析．