Question

現有一包由NaOH和CaCO₃組成的樣品50克，欲測定其中CaCO₃的含量，方案有很多．現列出學生討論出的幾種結果，請閱讀分析后回答相關問題．
方案一：將樣品經溶解、過濾、洗滌、烘干等操作后，稱量固體質量．
假如固體的測定值為10克，則w（CaCO₃）=______．
方案二：在樣品中加入足量稀鹽酸，收集到CO₂11克（不考慮CO₂的損耗）．則：
（1）樣品中w（CaCO₃）=______．
（2）為了盡量減少實驗誤差，CO₂最好采用_______收集．
方案三：將樣品經溶解、過濾、洗滌后，在濾液中加入酚酞試液，再逐滴加入10%的稀鹽酸直到溶液褪色，共消耗稀鹽酸73克．則w（CaCO₃）=______．

Answer 1

解：方案一，通過溶解、過濾、洗滌、烘干等操作后，所得固體為碳酸鈣，即樣品中碳酸鈣的質量為10g；
50g樣品中碳酸鈣的質量分數=×100%=20%
故答案為：20%；
方案二，（1）設50g樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃～CO₂
100 44
x 11g
解之得 x=25g
50g樣品中碳酸鈣的質量分數==50%
故答案為：50%；
（2）為減少誤差，應把反應生成的二氧化碳全部收集，因此，最好使用氣囊、氣球或塑料袋進行收集（排水或排氣不得分）；
故答案為：氣囊、氣球或塑料袋；
方案三，設50g樣品中含氫氧化鈉的質量為y
NaOH～HCl
40 36.5
y 73g×10%
解之得 y=8g
50g樣品中碳酸鈣的質量分數==84%
故答案為：84%．
分析：方案一：利用氫氧化鈉易溶于水而碳酸鈣不溶，通過溶解、過濾、洗滌、烘干等操作后除去樣品中的氫氧化鈉；碳酸鈣質量與樣品質量比即為樣品中w（CaCO₃）；
方案二：氫氧化鈉、碳酸鈣均可與鹽酸反應，但氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水不產生氣體二氧化碳；碳酸鈣與鹽酸反應放出氣體二氧化碳，根據反應的化學方程式，由生成二氧化碳質量計算參加反應的碳酸鈣質量；碳酸鈣質量與樣品質量比即為樣品中w（CaCO₃）；
此實驗的目的是測定反應能產生二氧化碳的量，因此，不同于制取二氧化碳時的收集，應考慮把所產生的氣體全部收集；
方案三：利用氫氧化鈉易溶于水而碳酸鈣不溶，通過溶解、過濾、洗滌后，所得濾液為氫氧化鈉溶液；氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應生成氯化鈉和水，反應后溶液呈中性，酚酞變成無色；根據反應的化學方程式，由鹽酸的質量計算出樣品中氫氧化鈉質量，再利用質量差解得碳酸鈣質量，碳酸鈣質量與樣品質量比即為樣品中w（CaCO₃）．
點評：實驗室在制取氣體時，為收集到較為純凈的氣體，通常采取排水集氣法和排空氣法收集；而本題收集氣體在于測定產生氣體的質量，因此，實驗室收集氣體的方法在此不宜采用．