Question

8．（1）化學興趣小組測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，其方法是：將樣品與鹽酸反應，測定反應后生成的CO₂質量，再根據CO₂的質量求出樣品中碳酸鈣的質量．為測定CO₂的質量，他們想出了以下A、B、C三種方案，填空幫助他們完成設計方案：
A．可稱量反應前后物質總質量的減小量．
B．可稱量吸收CO₂前后盛有氫氧化鈉溶液容器質量的增大量．
C．選用如圖1甲裝置可測量產生的CO₂的體積，再利用此時CO₂的密度，可計算CO₂的質量．圖1中瓶內水面上油層的作用是防止二氧化碳溶于水．

（2）如表是五組學生按方案A的正確裝置所測得的數據．

小組	取用石灰石樣品質量	測得CO2的質量	碳酸鈣的質量分數
①	1.0g	0.46g	104%
②	2.0g	0.80g	91%
③	2.5g	1.0g	93%
④	3.0g	1.2g	92%
⑤	4.0g	1.5g	85.7%

根據如表所得數據，該樣品中碳酸鈣質量分數的平均值為92%．
（3）根據實驗，在上述三種方案中發現方案B的誤差比較大，導致方案B誤差大的最主要原因是泡沫溢出或樣品粉末撒落或二氧化碳不能被氫氧化鈉溶液完全吸收（其它合理答案亦可）．
（4）為了減少誤差，有人對方案A提出改進，其改進裝置如圖，裝置中裝無水氯化鈣的目的是吸收二氧化碳中的水蒸氣[強調干燥二氧化碳]，注射器的作用是將二氧化碳全部趕出容器內．

Answer 1

分析 （1）對比兩裝置中導管的位置，判斷可測定二氧化碳氣體的裝置；根據測定的體積，使用體積與質量關系式可計算出其質量；其中油層可防止二氧化碳氣體被水所消耗；
（2）數據處理，在處理明應把明顯不合理的數據剔除，質量分數平均值即有效的質量分數的和與實驗次數之比；分析導致結果出現誤差的原因，應圍繞碳酸鈣的質量進行分析，如樣品撒落致使雜質量偏小或碳酸鈣未完成反應致使雜質量偏大．

解答 解：（1）c、乙圖裝置使二氧化碳通過水中，不能測得二氧化碳的量，故應選用甲裝置測定放出二氧化碳氣體的體積；利用二氧化碳氣體的密度可計算出二氧化碳的質量；裝置中的油層可防止二氧化碳與水接觸而消耗二氧化碳；
（2）實驗①⑤所得數據明顯存在問題，可排除不計，由②③④三次的實驗數據可知，該樣品中碳酸鈣質量分數的平均值為92%；
（3）若實驗過程中樣品粉末撒落或反應速度較快而使樣品隨泡沫溢出都會使得測量值偏大；
（4）無水氯化鈣可以吸收二氧化碳中的水蒸氣[強調干燥二氧化碳]；注射器可以將二氧化碳全部趕出容器內，使結果更準確；
故答案為：
（1）c、甲；體積；密度；防止二氧化碳溶于水；
（2）92%；
（3）泡沫溢出或樣品粉末撒落或二氧化碳不能被氫氧化鈉溶液完全吸收（其它合理答案亦可）；
（4）吸收二氧化碳中的水蒸氣[強調干燥二氧化碳]；將二氧化碳全部趕出容器內．

點評 利用相關的化學基礎知識，根據實驗的目的及對實驗的描述或實驗裝置圖的分析，明確實驗的過程及操作方法，是解決此類實驗型問題的突破口．