19.(13分)(2020•成都)化学兴趣小组对贝壳中碳酸钙的含量进行探究。 【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定?

19.(13分)(2020•成都)化学兴趣小组对贝壳中碳酸钙的含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定?
【查阅资料】贝壳的主要成分是CaCO3,其它成分对实验影响忽略不计。
室温时,CaCO3不溶于水,CaSO4微溶于水。
【设计与实验】
实验一:选择药品
分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应,采集数据。

 

(1)图1中反应的化学方程式是     
(2)据图2分析,选择粉末状样品的依据是     
(3)据图3分析,影响实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是     
实验二:设计装置

 

小组设计了图4装置进行测定。
(4)打开活塞,稀硫酸进入试管,观察到的现象是     。反应结束后进行读数。读数前调节水准管与量气管液面相平的原因是     
实验三:优化装置
在老师指导下,小组优化并设计了图5装置进行测定。
(5)试剂a是     
(6)检查该装置气密性的方法是     
(7)加入足量稀硫酸,一段时间后反应停止。再加入氯化铵溶液,发现又产生气泡。推测加入氯化铵溶液的作用是     
【数据处理】
(8)实验三中,样品质量为mg,加入稀硫酸体积为V1mL,加入氯化铵溶液体积为V2mL,右侧针筒最后读数为V3mL,则反应生成CO2体积为     mL。该实验条件下,CO2密度为dg/mL,则该样品中碳酸钙质量分数表达式为     
【反思与评价】(9)与实验二相比,实验三的优点是     (写一条)。
答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)单位时间内,反应效率更高
(3)稀盐酸挥发出的HCl气体增加
(4)试管内有气泡产生  量气管内液面下降,水准管内液面上升,使内外压强平衡
(5)浓硫酸
(6)连接装置,将右侧针筒活塞往右拉,松手后,活塞恢复至远处
(7)促进微溶的硫酸钙溶解,使稀硫酸继续与碳酸钙反应
(8)V3-(V1+V2)  
(9)样品能与稀硫酸完全反应,测定结果更准确

解析】(1)图1中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;(2)据图2分析,选择粉末状样品的依据是单位时间内和稀盐酸反应生成的二氧化碳多,反应效率更高;(3)据图3分析,影响实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加,二是稀盐酸挥发出的HCl气体增加;(4)打开活塞,稀硫酸进入试管,碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,可观察到试管内有气泡产生,读数前调节水准管与量气管液面相平的原因是:量气管内液面下降,水准管内液面上升,使内外压强平衡,防止影响实验结果;(5)试剂a是浓硫酸,用来吸收水蒸气;(6)检查该装置气密性的方法是:连接装置,将右侧针筒活塞往右拉,松手后,活塞恢复至远处,说明装置不漏气;(7)推测加入氯化铵溶液的作用是促进微溶的硫酸钙溶解,使稀硫酸继续与碳酸钙反应;(8)实验三中,反应生成CO2体积为:V3mL﹣V2mL﹣V1mL=[V3﹣(V2+V1)]mL;设参加反应的碳酸钙的质量为x,反应生成二氧化碳的质量为:dg/mL×[V3﹣(V2+V1)]mL=(V3﹣V2﹣V1)dg,
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100                      44
x                  (V3﹣V2﹣V1)dg


则该样品中碳酸钙质量分数为:;(9)与实验二相比,实验三的优点是样品能与稀硫酸完全反应,测定结果更准确。

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