Question

（11分）化學興趣小組測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數（假定：石灰石樣品中除碳酸鈣外，其余物質不與稀鹽酸反應也不溶于水）。
I　他們的方法是：(1)取3.0g樣品放入燒杯；(2)加入足量的稀鹽酸至恰好不再產生氣體時，測定反應后生成的CO₂質量；(3)根據CO₂的質量求出樣品中碳酸鈣的質量及質量分數。
II　為測定CO₂的質量，他們想出了以下方案，請幫助他們完成設計方案：
(1)選用如圖   ▲   （填“甲”或“乙”）裝置可測量產生的CO₂的   ▲   ，再利用此時CO₂的密度，可計算CO₂的質量。圖中瓶內水面上油層的作用是   ▲   。

(2)他們選用該方案時測量的氣體在常溫下體積為440mL。已知常溫下CO₂氣體的密度為2.0g/L，則上述反應放出氣體的質量為 ▲ g。請根據化學反應方程式計算該石灰石樣品中CaCO₃的質量分數。
III　實驗后小明提出用不同的方法測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數：(1)取mg樣品放入燒杯；(2)加入足量的稀鹽酸至不再產生氣體時，過濾，洗滌、干燥后稱量剩余固體質量為ng；(3)根據剩余固體的質量求出樣品中碳酸鈣的質量分數為   ▲   。（用m、n的代數式表示）
Ⅳ　除了上述實驗方法外，還可以采用的方法是：   ▲   ，稱量反應前后物質總質量的減小量。根據減小量求出樣品中碳酸鈣的質量及質量分數。

Answer 1

分析：Ⅱ、（1）根據二氧化碳的性質來選擇并根據裝置的特點來完成該題的解答；
（2）根據密度公式可以求算出二氧化碳氣體的質量；然后結婚碳酸鈣與稀鹽酸反應的化學方程式可以求得碳酸鈣的質量，進而求算出碳酸鈣的質量分數；
Ⅲ、根據質量守恒定律可以完成該題的解答；
Ⅳ、根據碳酸鈣的性質來完成解答．
解答：解：Ⅱ（1）二氧化碳能夠溶于水，所以為了使實驗結果更準確，二氧化碳不能和水接觸，所以應該選擇甲裝置，進入量筒中的水的體積即為二氧化碳的體積，而裝置中油的作用就是為了防止二氧化碳溶于水而影響實驗結果的；
（2）根據題意可知生成二氧化碳氣體的體積為440mL=0.44L，所以根據密度公式可以知道生成二氧化碳氣體的質量為：m=ρV=2.0g/L×0.44L=0.88g；
設石灰石樣品中CaCO₃的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   0.88g

解得：x=2.0g 
該石灰石樣品中CaCO₃的質量分數為：
×100%=66.7%；
答：該石灰石樣品中CaCO₃的質量分數為66.7%；
Ⅲ、根據質量守恒定律可以知道，反應前后固體的質量減少的質量即為被反應了的碳酸鈣的質量，即為：（m-n）g，所以可以表示出樣品中碳酸鈣的質量分數為：
×100%；
Ⅳ、碳酸鈣在高溫下能夠分解產生二氧化碳和氧化鈣，所以可以將石灰石高溫煅燒，來測量出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數．
故答案為：Ⅱ、（1）甲；體積；防止二氧化碳溶于水；
（2）0.88；66.7%；
Ⅲ、×100%；
Ⅳ、高溫灼燒樣品．