Question

4．某興趣小組利用如圖所示裝置測定石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，探究過程如下（注：石灰石樣品中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)也不溶解）；
步驟Ⅰ：連接實驗裝置并檢查裝置氣密性．
步驟Ⅱ：向b中加入質(zhì)量為mg的石灰石樣品粉末，由注射器a向b中緩緩加入足量的稀鹽酸，至b中不再有氣體產(chǎn)生時，夾緊彈簧夾，立即移除d中導(dǎo)管，準(zhǔn)確讀數(shù)取并記錄量筒內(nèi)水的體積．
步驟Ⅲ：將b中剩余固體經(jīng)過濾等操作，準(zhǔn)確稱量并記錄b中剩余固體的質(zhì)量為ng．
步驟IV：該小組的甲同學(xué)根據(jù)反應(yīng)前后b中固體物質(zhì)的質(zhì)量，計算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；乙同學(xué)認定量筒內(nèi)測得水的體積即為反應(yīng)生成氣體的體積，并利用該氣體在常溫下的密度，根據(jù)化學(xué)方程式進行相關(guān)計算，得到樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
請回答下列問題：
（1）b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）步驟Ⅲ中，正確的操作順序是：過濾、洗滌、干燥、稱量、寫出據(jù)此計算石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)表達式$\frac{m-n}{m}$×100%　（用題中所給字母表示）．
（3）通過誤差分析，興趣小組發(fā)現(xiàn)乙同學(xué)所用數(shù)據(jù)不可靠．造成該數(shù)據(jù)不可靠的原因及其對計算結(jié)果的影響是：
①步驟Ⅱ中移出d中的導(dǎo)管內(nèi)留存有水，導(dǎo)致計算結(jié)果偏�。�
②二氧化碳有少量的溶解，導(dǎo)致計算結(jié)果偏�。�
【繼續(xù)分析】你若還有關(guān)于乙同學(xué)所用數(shù)據(jù)不可靠的原因及其對計算結(jié)果的影響，請繼續(xù)寫在下面
③步驟Ⅱ中，反應(yīng)可能放熱，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大．
④注入的稀鹽酸占有一定體積，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)石灰石（主要成分碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)固液分離的操作考慮；
（3）根據(jù)實驗過程中可能出現(xiàn)的錯誤操作考慮．

解答 解：（1）石灰石（主要成分碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）從雜質(zhì)和氯化鈣溶液的混合物中得到雜質(zhì)，先進行過濾，得到帶有氯化鈣溶液的雜質(zhì)，再進行洗滌除去表面的氯化鈣溶液，再進行干燥除去水即可；
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為mg-ng，石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{m-n}{m}$×100%；
（3）①步驟Ⅱ中移出d中的導(dǎo)管內(nèi)留存有水，則導(dǎo)致量筒中水的體積小于二氧化碳的體積，使計算得碳酸鈣質(zhì)量減小，導(dǎo)致計算結(jié)果偏�。�
②由于二氧化碳能溶于水，二氧化碳有少量的溶解，造成測得二氧化碳的體積，使計算得碳酸鈣質(zhì)量減小，導(dǎo)致計算結(jié)果偏�。�
【繼續(xù)分析】
由于碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和氫氣時，放出熱量，如果沒等冷卻到室溫，根據(jù)熱漲冷縮的原理可知進入量筒中水偏多，所以誤認為得到的二氧化碳多，計算的結(jié)果就偏大；
注入的稀鹽酸的體積會多排出一部分氣體，誤認為得到的二氧化碳多，計算的結(jié)果就偏大．
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）干燥，$\frac{m-n}{m}$×100%；
（3）①��；
②二氧化碳有少量的溶解，��；
③步驟Ⅱ中，反應(yīng)可能放熱，大；
④注入的稀鹽酸占有一定體積，大．

點評 本題容易出錯的地方是對實驗結(jié)果的評價，要知道鋅與硫酸反應(yīng)放出熱量，會造成相應(yīng)的誤差，必須冷卻到室溫才能進行觀察和計算．