Question

為了測定某石灰石礦樣的純度（其中所含雜質不與酸反應），某同學按如下流程進行實驗：用鹽酸溶解礦樣→干燥所得氣體→用NaOH溶液吸收氣體→根據NaOH溶液的增重量計算礦樣的純度．實驗過程中所取礦樣的質量為10g．實驗裝置如下圖所示：

（1）A為溶解礦樣的裝置，若已經準備了長頸漏斗、雙孔橡膠塞、導氣管，為了完成溶解至少還需要的實驗儀器是________
（2）A中發(fā)生反應化學方程式________
（3）B中所盛的試劑是________
（4）根據上述裝置進行實驗，下列情況會使實驗結果產生偏差的是________
①實驗開始A、B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣
②進入C裝置的氣體中還混有少量HCl氣體
③氣體通過速度過快，CO₂來不及被NaOH溶液全部吸收
④實驗結束時，系統(tǒng)內還殘留有少量CO₂氣體
（5）將插入溶液的管子的下端改成具有多孔的球泡（圖中的D），有利于提高實驗的準確度，其理由是________
（6）改進實驗裝置并進行正確操作可以準確測出礦樣的純度，若此時C裝置在實驗前后其質量增加了3.6 g，則該礦樣的純度為________．

Answer 1

解：（1）要完成此實驗，需要的實驗儀器有長頸漏斗、雙孔橡膠塞、導氣管、廣口瓶（或錐形瓶、大試管、燒瓶），故答案為廣口瓶（或錐形瓶、大試管、燒瓶）；
（2）石灰石的化學式是CaCO₃，鹽酸的化學式為HCl，故A中發(fā)生反應的方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑．故B中所盛的試劑是濃硫酸；
（4）①實驗開始A、B裝置以及導氣管內殘留有少量空氣，這樣溶液使實驗不精確，不能正確計算反應物的生成；
②說明在前面的反應過程中沒有完全反應；
③氣體通過速度過快，CO₂來不及被NaOH溶液全部吸收，會使計算結果不準確；
④實驗結束時，系統(tǒng)內還殘留有少量CO₂氣體，說明CO₂沒有被NaOH溶液全部吸收，會使計算結果不準確；
（5）多孔的球泡可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收，有利于提高實驗的準確度．故答案為：可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收；
（6）解：設樣品中CaCO₃的質量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 3.6g

解得x≈8.2g
樣品中CaCO₃的質量分數為×100%=82%
答：該礦樣的純度為82%．
分析：（1）欲知為了完成溶解至少還需要的實驗儀器是什么，須知此實驗共須哪些儀器；
（2）欲寫A中發(fā)生反應化學方程式，須知石灰石和鹽酸的化學式，并熟知其反應情況；
（3）濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑．
（4）欲正確選擇，須牢記實驗須注意的事項；
（5）將插入溶液的管子的下端改成具有多孔的球泡后可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收；
（6）C瓶中多出的質量是吸收生成的CO₂的質量，根據方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑可計算出CaCO₃的質量，根據碳酸鈣的質量分數=可計算出其質量分數．
點評：本題主要測試學生對實驗操作的掌握和物質純度的計算，學生必須牢記操作實驗步驟和注意事項，并能熟練運用質量分數公式進行計算，才能正確解答．