Question

為測(cè)定碳酸鈣純度（設(shè)含雜質(zhì)SiO₂），學(xué)生設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答每個(gè)方案中的問題。

方案Ⅰ：

①稱取碳酸鈣樣品mg；

②加入過量鹽酸；

③收集并測(cè)定生成的氣體體積VmL。

問題：如果稱量樣品時(shí)，砝碼底部有一處未被人發(fā)現(xiàn)的殘缺，那么測(cè)得的碳酸鈣純度會(huì)________（偏高、偏低、無影響）。

方案Ⅱ：

①稱取碳酸鈣樣品mg；

②用c mol•L^－1鹽酸VmL（過量）溶解樣品；

③取溶解后的溶液mL，用c′mol•L^－1 NaOH溶液滴定，用去V′mL。

問題：（1）列出本實(shí)驗(yàn)中所用到的儀器名稱（除鐵架臺(tái)、燒壞、鐵架臺(tái)附件外）________。

（2）加鹽酸后是否需要濾出SiO₂后再用NaOH滴定________（填選項(xiàng)編號(hào)）。

A．需要　　　　　　　　　　　　　　　　   B．不需要　　　　　　　　　　　　  C．均可

（3）碳酸鈣純度計(jì)算公式________。

方案Ⅲ：

①稱取碳酸鈣樣品mg；

③高溫煅燒1000℃直至質(zhì)量不再改變，冷卻后稱量，質(zhì)量為m′g。

問題：（1）為什么要煅燒至1000℃且“直至質(zhì)量不再改變”？

（2）本方案中的“冷卻”如何操作？為什么？

方案Ⅳ：

①稱量碳酸鈣樣品mg；

②加入足量c mol•L^－1鹽酸VmL使之完全溶解；

③過濾并取濾液；

④在濾液中加入過量c′mol•L^－1Na₂CO₃溶液V′mL；

⑤將步驟④中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱量為m′g。

問題：（1）此方案中不需要的數(shù)據(jù)是________（填選項(xiàng)編號(hào)）。

A．c′、V　　　　    　　 B．c′、V′　　    　　 C．m′ 　　　　　　　　    D．m

（2）為減少實(shí)驗(yàn)誤差，必要的操作是________（填選項(xiàng)編號(hào)）。

A．精確測(cè)定Na₂CO₃溶液體積V′mL

B．精確配制濃度c′mol•L^－1Na₂CO₃溶液

C．將步驟③所得沉淀洗滌、洗液也應(yīng)并入④中

D．將步驟③所得沉淀洗滌、干燥、稱量其質(zhì)量m′g備用

（3）步驟⑤中要將沉淀進(jìn)行洗滌，如果未經(jīng)洗滌，則測(cè)定結(jié)果，碳酸鈣純度將________（偏高、偏低、無影響）。

綜上所述，你認(rèn)為四個(gè)方案中，最好的方案是________

其他方案的缺點(diǎn)分別是：

方案Ⅳ：沉淀的洗滌、干燥、稱量操作過程復(fù)雜，容易造成較大誤差。

方案Ⅰ：________。

方案Ⅲ：________。

 

Answer 1

答案：
解析：

方案Ⅰ：偏低 方案Ⅱ：（1）托盤天平、藥匙、酸、堿式滴定管、錐形瓶；（2）B；（3）％ 方案Ⅲ：（1）保證CaCO3完全分解。  （2）應(yīng)在干燥器中冷卻。防止生成的CaO與空氣中CO2、H2O反應(yīng)，造成質(zhì)量改變而產(chǎn)生誤差。 方案Ⅳ：（1）A、B  （2）C  （3）偏低  最好的方案是方案Ⅱ 方案Ⅰ：氣體體積難以測(cè)量準(zhǔn)確，因?yàn)闅怏w體積受外界因素的影響太大 方案Ⅲ：實(shí)驗(yàn)室難提供1000℃的高溫

提示：

方案Ⅰ中，破碼底部有殘缺，會(huì)使稱量的碳酸鈣樣品的質(zhì)量比實(shí)際的質(zhì)量小，這樣測(cè)量出的CO2比實(shí)際小，從而計(jì)算出的純碳酸鈣的質(zhì)量偏小，則純度的計(jì)算中分子偏小，分母不變，仍為mg，使結(jié)論偏低。 方案Ⅱ：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來確定實(shí)驗(yàn)儀器。第一步：稱量?jī)x器如托盤天平、藥匙。第二步：鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)，儀器是燒杯。第三步：中和滴定，NaOH溶液滿定過量的鹽酸，儀器是堿式滴定管，酸式滴定管（可用來取V/10mL的反應(yīng)液），錐形瓶。②因?yàn)镹aOH在滴定時(shí)不會(huì)過量也不可能與SiO2反應(yīng)。故無需過濾。方案Ⅱ（3）… n(HCl)＝2n(CaCO3)＋10n(NaOH) n()＝mol m(CaCO3)＝M(CaCO3)×n(CaCO3)=100g•mol－1× mol=50×10－3(cV－10c'V')g 純度=×100%=％ 方案Ⅲ：（1）保證CaCO3充分分解。（2）應(yīng)在干燥器中冷卻。防止生成的CaO與空氣中CO2、H2O反應(yīng)，造成質(zhì)量改變而產(chǎn)生誤差。 方案Ⅳ：（1）純度=×100％，所以與步驟②④中的數(shù)據(jù)無關(guān)。A、B數(shù)據(jù)不需要。故（2）選C。（3）未洗滌稱得m'的質(zhì)量比實(shí)際偏大，純CaCO3的質(zhì)量(m－m')偏小，故結(jié)果偏低。