Question

為測定碳酸鈣的純度（設含雜質SiO₂），某興趣小組的同學設計了如下幾個實驗方案：

方案Ⅰ

①稱取碳酸鈣樣品M g

②用c₁mol/L的鹽酸V₁ mL（過量）溶解樣品

③取溶解后的溶液體積的十分之一，用c₂ mol/L的NaOH溶液滴定，恰用去V₂ mL。

方案Ⅱ

①稱取碳酸鈣樣品M g

②高溫煅燒直至質量不再改變，冷卻后稱量，剩余固體質量為M₁ g

方案Ⅲ

①稱取碳酸鈣樣品M g

②加入足量c mol/L的鹽酸V mL使之完全溶解

③過濾并取濾液

④在濾液中加入過量c₁ mol/L的Na₂CO₃溶液V₁ mL

⑤將步驟④中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱重，質量為M₁ g。

根據以上實驗方案，回答以下問題：

（1）方案Ⅰ中計算碳酸鈣純度的的公式為_________________________________。

（2）方案Ⅱ中的“冷卻”應如何操作？________________；理由是_______________________。

（3）方案Ⅲ中不需要的數據是_____________（填選項編號）。

A．c、V      B．c₁、V₁      C．M₁      D．M

（4）方案Ⅲ中為了減少實驗誤差，必要的操作是_______________（填選項編號）。

A．精確測定Na₂CO₃溶液的體積V₁ mL

B．精確配制Na₂CO₃溶液，使其濃度為c₁ mol/L

C．將步驟③所得沉淀洗滌，洗滌液并入④中

（5）請再設計一個實驗方案：________________________________。

Answer 1

（1）{（0.1C₁V₁—C₂V₂）/2M}X100% 

（2）應該在干燥器中冷卻；防止生成的CaO與空氣中的CO₂、H₂O反應，造成誤差 

（3）因鈣離子最后全變成了沉淀，所以只需M、M₁即可

（4）C

（5）稱取CaCO₃樣品M g ，加入過量的鹽酸，收集并測定標準狀況下生成的氣體的體積V mL

解析:

（1）碳酸鈣與鹽酸反應后剩余鹽酸的十分之一被氫氧化鈉溶液中和，則與碳酸鈣反應的鹽酸為C₁V₁×10^-3—10C₂V₂×10^-3，則碳酸鈣物質的量為0.5（C₁V₁×10^-3—10C₂V₂×10^-3），所以碳酸鈣純度為{（0.1C₁V₁—C₂V₂）/2M}X100%

（2）因CaO會與空氣發生反應，所以放在干燥器中冷卻；防止生成的CaO與空氣中的CO₂、H₂O反應，造成誤差

（3）A、B

（4）C

（5）稱取CaCO₃樣品M g ，加入過量的鹽酸，收集并測定標準狀況下生成的氣體的體積V mL