Question

5．作为高中生，学会利用我们课堂上学到的知识来解决生活中的一些问题，是我们学习的重要目的之一．某中学的化学实验兴趣小组，一行四人，利用实验室老师提供的基本仪器和药品，自行购置了鸡蛋，食醋等生活用品，进行了如下探究．
I．甲同学老家在山西，对儿时在家乡品尝到的山西老陈醋的滋味记忆犹新，而今总是觉得超市买到的醋不如儿时的味道，查阅相关资料后，得知以下信息：
①醋分两种，酿造醋和配制醋．正宗的老陈醋必须经长久时间酿造才得此美味，市场上多充斥着工业醋酸加水勾兑的配制醋．
②酿造醋国家标准为醋酸含量必须大于3.50g/100mL，而配制醋国家标准仅为1.50g～3.50g/100mL．
③在老师的帮助下，测定了超市购买的食醋中，醋酸的物质的量浓度为0.75mol/L．
（1）请帮助甲同学计算从超市购买的食醋中醋酸含量为4.50g/100mL，属于酿造醋（填“酿造”或“配制”，醋酸的化学式为CH₃COOH）．
（2）请写出醋酸与鸡蛋壳（主要成分为CaCO₃）反应的离子方程式2CH₃COOH+CaCO₃=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O+Ca²⁺．
II．图1是该学校化学实验室浓盐酸试剂标签上的部分内容．乙同学现用该浓盐酸配制100mL 1mol•L^-1的稀盐酸．可供选用的仪器有：①胶头滴管；②烧瓶；③烧杯；④药匙；⑤量筒；⑥托盘天平；⑦玻璃棒．请回答下列问题：
（1）配制稀盐酸时，还缺少的仪器有100 ml容量瓶．
（2）经计算，配制100mL1mol•L^-1的稀盐酸需要用量筒量取上述浓盐酸的体积为8.5mL
（3）对所配制的稀盐酸进行测定，发现其浓度小于1mol•L^-1，引起误差的原因可能是CD．
A．定容时俯视容量瓶刻度线       
B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水
C．转移溶液后，未洗涤烧杯和玻璃棒
D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，再加水至刻度线
III．丙同学对课堂上学到的胶体的相关知识产生了浓厚兴趣．
（1）他利用买来的鸡蛋的蛋清配制成溶液，用激光笔照射溶液，发现一条光束穿过鸡蛋清溶液，此现象称为丁达尔效应．
（2）他将乙同学配制好的盐酸溶液加入到鸡蛋清溶液中，发现出现絮状沉淀，此现象称为胶体的聚沉．
IV．丁同学试图测定CO₂的相对分子质量．
①利用丙同学用完后剩下的鸡蛋壳和乙同学配制好的稀盐酸溶液制备CO₂；
②查询相关书籍后，设计了如图2装置：

（1）B装置在此处无必要（填写“有”、“无”）请简述原因排水法收集气体，不需要对气体进行干燥．
（2）A装置中的饱和NaHCO₃的作用吸收（除去）CO₂中混有的HCl杂质．
（3）实验前测得C装置（含水）重量为50.00g，实验完毕后C装置（含水）重量为40.02g，D中量筒读数为10.0mL，已知相同条件下H₂密度为0.09g/L，请根据以上数据用相对密度法计算CO₂的相对分子质量为44.4（保留一位小数）．

Answer 1

分析 I．（1）食醋的物质的量浓度为0.7mol•L^-1，总酸量为0.75mol•L^-1×60g/mol=45g/L；
（2）醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳；
II、（1）根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀选择合适的仪器；
（2）求出浓盐酸的物质的量浓度c=$\frac{1000ρω}{M}$，然后根据稀释定律C_浓V_浓=C_稀V_稀来计算；
（3）根据c=$\frac{n}{V}$，通过判断不当操作对溶质的物质的量n和溶液体积V的影响来分析误差；
III．（1）溶液中通过一束光线没有特殊现象，胶体中通过一束光线出现光亮光路，为丁达尔现象；
（2）胶体遇电解质溶液发生聚沉；
IV．（1）CO₂用排水法收集，在收集之前不需要对气体进行干燥；
（2）盐酸易挥发，生成的CO₂气体中含有挥发出的氯化氢气体，A装置中的饱和NaHCO₃溶液可以吸收氯化氢；
（3）实验前测得C装置（含水）重量为50.00g，实验完毕后C装置（含水）重量为40.02g，D中量筒读数为10.0 mL，这说明收集到CO₂的质量=40.02g+10.0g-50.0g=0.02g，其体积是10.0ml，所以CO₂的密度=$\frac{0.02g}{0.01L}$=2g/L；已知H₂密度为0.09g/L（以上数据均已折合为标况下数值），则根据在相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比可知可计算出二氧化碳的相对分子质量．

解答 解：I．（1）食醋的物质的量浓度为0.75mol•L^-1，总酸量为0.75mol•L^-1×60g/mol=45g/L，即4.50g/100mL，为酿造醋，
故答案为：4.50；酿造；
（2）醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳，离子方程式：2CH₃COOH+CaCO₃=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O+Ca²⁺，
故答案为：2CH₃COOH+CaCO₃=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O+Ca²⁺；
II．（1）根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀可知需要的仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶和胶头滴管，故需要选用的仪器有①③⑤⑦，还缺少的仪器有100mL容量瓶，
故答案为：100mL容量瓶；
（2）浓盐酸的物质的量浓度c=$\frac{1000×1.18×36.5%}{36.5}$mol/L=11.8mol/L，设需要的浓盐酸的体积为VmL，然后根据稀释定律c_浓V_浓=c_稀V_稀可知：
11.8mol/L×VmL=100mL×1mol•L^-1，解得V=8.5mL，
故答案为：8.5；
（3）A．定容时俯视容量瓶刻度线，会导致溶液体积偏小，则浓度偏高，故A错误；
B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水，对浓度无影响，故B错误；
C．转移溶液后，未洗涤烧杯和玻璃棒，会导致溶质的损失，则浓度偏低，故C正确；
D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，再加水至刻度线，则溶液体积增加，所配浓度偏小，故D正确；
故答案为：CD；
III．（1）胶体能产生丁达尔效应，鸡蛋的蛋清配制成溶液属于胶体，因此用激光笔照射溶液，可以发现一条光束穿过鸡蛋清溶液，此现象称为丁达尔效应，
故答案为：丁达尔效应；
（2）胶体和电解质混合可以聚沉．盐酸是电解质氯化氢的水溶液，所以将配制好的盐酸溶液加入到鸡蛋清溶液中，会出现絮状沉淀，此现象称为胶体的聚沉，
故答案为：胶体的聚沉；
IV．（1）根据装置可知，CO₂用排水法收集，因此在收集之前不需要对气体进行干燥，即没有必要设计B装置，
故答案为：无；排水法收集气体，不需要对气体进行干燥；
（2）由于盐酸易挥发，因此生成的CO₂气体中含有挥发出的氯化氢气体，所以A装置中的饱和NaHCO₃溶液的作用是吸收氯化氢，
故答案为：吸收（除去）CO₂中混有的HCl杂质；
（3）实验前测得C装置（含水）重量为50.00g，实验完毕后C装置（含水）重量为40.02g，D中量筒读数为10.0 mL，这说明收集到CO₂的质量=40.02g+10.0g-50.0g=0.02g，其体积是10.0ml，所以CO₂的密度为：$\frac{0.02g}{0.01L}$=2g/L；
已知H₂密度为0.09g/L（以上数据均已折合为标况下数值），
在相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比，
所以CO₂的相对分子质量为：$\frac{2}{0.09}$×2=44.4，
故答案为：44.4．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，涉及配置一定物质的量浓度的溶液方法及误差分析、化学计算、胶体的性质、离子方程式书写等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验、进行计算能力．