Question

大理石是一種常用的建筑材料，現(xiàn)在也常用于家庭裝修中．我省云浮市盛產(chǎn)大理石，是為測定該市某地大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)（假設雜質(zhì)不參加反應，且不溶于水），我市某中學化學興趣小組設計了以下二個實驗方案：
方案I：①稱取10g大理石樣品；②先將其高溫煅燒至質(zhì)量不再改變，然后把剩余的固體放在密閉干燥容器中，并冷卻至室溫，稱得剩余固體的質(zhì)量為6.04g．
方案Ⅱ：①稱取10g大理石樣品；②將其加入足量的稀鹽酸中，使碳酸鈣全部溶解；③用導氣管將生成的氣體通入過量的澄清石灰水中；④將步驟③中生成的沉淀過濾、洗滌、干燥，稱知沉淀的質(zhì)量8.8g．
回答下列問題：
（1）在方案I中冷卻剩余的固體為什么要在密閉、干燥的容器中進行？

 

（2）小聰同學根據(jù)方案I計算碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)的過程如下：
設大理石中碳酸鈣的質(zhì)量為x，則依
CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑
100          56
x           6.04g
解得x=10.78
進而知，ω（CaCO₃）=

10.78

10g

×100%=107.8%
小聰同學的得出的結果明顯不符合實際，你認為小聰同學錯在那里？

 

請寫出你的計算方法：

 

（3）通過對二個方案中碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)的計算可知，由方案II算出的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)要比方案I低，你認為其中可能的原因是

 

（填序號）
A．生成的二氧化碳有一部分溶于水
B．裝置的氣密性不好，有部分二氧化碳逸出
C．生成的沉淀不應該洗滌和干燥
D．導管中仍有一部分二氧化碳未排出
（4）小明同學也自己設計了一個實驗方案來測定大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．方案如下：
①稱取10g大理石樣品于燒杯（燒杯的質(zhì)量為120克）中；
②將其加入100克的稀鹽酸中，使碳酸鈣全部溶解；
③

 

④根據(jù)質(zhì)量守恒定律，將所得數(shù)據(jù)處理后得到二氧化碳的質(zhì)量．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,鹽的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（1）根據(jù)石灰石高溫煅燒后生成物的性質(zhì)進行分析；
（2）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量，可求參加反應的碳酸鈣的質(zhì)量，從而可求石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
（3）方案Ⅲ是根據(jù)生成碳酸鈣質(zhì)量來計算石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，其中生成二氧化碳質(zhì)量是關鍵；
（4）根據(jù)雜質(zhì)不參加反應，且不溶于水，來設計實驗．

解答：解：（1）石灰石高溫煅燒后生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能吸收空氣中的水分，冷卻時要在密閉干燥容器中進行；
（2）因為剩余固體質(zhì)量6.04g包含了雜質(zhì)質(zhì)量，所以得出碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)超過100%；
生成二氧化碳質(zhì)量=10g-6.04g=3.96g，
設生成3.96g二氧化碳，需碳酸鈣質(zhì)量為x
CaCO₃ 

高溫  .

CaO+CO₂↑
100             44
x               3.96g

100

x

=

44

3.96g

  x=9g
CaCO₃%=

9g

10g

×100%=90%
（3）方案Ⅲ是：根據(jù)生成的二氧化碳與氫氧化鈣反應，生成碳酸鈣質(zhì)量來計算石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，而二氧化碳溶于水且導管中仍有部分二氧化碳未導出，計算得出的碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)要比方案工和方案Ⅱ低，故選：AB；
（4）雜質(zhì)不參與反應，且不溶于水設計實驗：
實驗步驟：①稱取石灰石樣品；
②加入足量的鹽酸，使碳酸鈣全部溶解；
③過濾、洗滌、干燥，稱量不溶物（即雜質(zhì)）的質(zhì)量；
④根據(jù)質(zhì)量守恒定律，將所得數(shù)據(jù)處理后得到二氧化碳的質(zhì)量．
故答案為：
（1）因為剩余固體中的氧化鈣能吸收空氣中的水分；
（2）剩余固體質(zhì)量6.04g包括了雜質(zhì)的質(zhì)量，90%；
（3）AB；
（4）過濾、洗滌、干燥，稱量不溶物（即雜質(zhì)）的質(zhì)量．

點評：本題是運用化學中的基本思想質(zhì)量守恒思想，通過歸納碳酸鈣在不同變化過程中相同點和不同點有效地尋找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系以及融合點和嫁接點，從而培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維能力．