Question

I：牙膏是人们生活中的必需品，在牙膏的生产中常添加一种摩擦剂．这种摩擦剂是由某种自然界中分布很广的矿石A，经过一系列加工而制得的极细小的轻质碳酸钙粉末，其生产过程如下：

试回答：
（1）写出 C、D两种物质的化学式 C______D______
（2）写出③反应的化学方程式______
（3）反应③制轻质碳酸钙粉末后，还要通过______（填操作）将其从反应后的混合物中分离出来．实验室进行该操作时主要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、______．
II、某兴趣小组为了测定本地所产矿石A的纯度，利用下图装置设计了以下实验方案：
【实验原理】：测定一定质量的矿石A与足量稀盐酸反应产生的二氧化碳在常温常压下的体积，根据密度求出二氧化碳的质量，然后根据发生的化学反应方程式算出矿石A中碳酸钙的质量，进而求出矿石A中碳酸钙的质量分数．
【实验步骤】
①连接装置并检查装置气密性；
②在试管B中加入10克矿石A，分液漏斗中加入足量的稀盐酸，C、D管中加入一定量的水，C管的液面上加一 层油，并将分液漏斗A和试管B用长导管E连接起来．
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加稀盐酸至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中B液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，该气体密度为ρg/L）；
⑥计算气体的质量并由此求出矿石A中碳酸钙的质量分数
【实验分析】
（1）小明同学认为在实验前要将矿石A 全磨成粉末状，你认为他的目的是：______；
（2）小洁同学认为该实验的设计中最经典的是连接仪器A和仪器B的橡胶管E，你认为如果没有橡胶管E，则会对实验结果产生何种影响？______
（3）检查该装置的气密性时，如图准备好装置，在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管，______，则气密性良好；
（4）通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验：清判断并说明理由______．
（5）实验结束时同学们才发现由于粗心，小伟将植物油加到了D管的水面上，大家一致认为由于该粗心将会导致测得的矿石A中碳酸钙的质量分数产生误差，你认为该误差是______（填偏大或偏小）．
（6）化学老师看了他们的实验设计后，对他们的设计方案和合作意识、探究精神都给予了很高的评价，并对他们进行启发：二氧化碳的质量可以根据质量守恒定律，测反应前后烧杯中剩余物质的质量之差来求得，于是他们又在烧杯中进行了如下的实验测定：

实验次数 项目	第一次	第二次	第三次
所取矿石A的质量/g	12	12	15
所加稀盐酸的质量/g	120	150	100
剩余物质的质量	127.6	157.6	110.6

请你和他们一起完成实验数记的分析和计算：
①当所取矿石A和稀盐酸的质量比______时，矿石A和稀盐酸恰好完全反应．
②矿石A中碳酸钙的质量分数是多少？
③所用稀盐酸的溶质质量分数是多少？

Answer

Ⅰ、大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，高温煅烧时能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应能生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应能生成碳酸钙和水，所以A、B、C、D四种物质分别是碳酸钙、氧化钙、二氧化碳、氢氧化钙．
Ⅱ、根据实验装置分析解答．
Ⅲ、根据实验数据分析，反应前后总质量减少了4.4g，实验中12g矿石与100g酸完全反应．
【解析】
Ⅰ（1）大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，高温煅烧时能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应能生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应能生成碳酸钙和水，所以A、B、C、D四种物质分别是碳酸钙、氧化钙、二氧化碳、氢氧化钙．
（2）③反应的化学方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H20，
（3）要得到轻质碳酸钙粉末，还需通过过滤将其从反应后的混合物中分离出来，过滤主要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗．
Ⅱ：
（1）钙片磨碎后增大了与酸的接触面积，使反应更完全充分；
（2）仪器A和仪器B的橡胶管E，使仪器A和仪器B中的气体压强相同，便于液体滴下，且消除滴下液体对气体体积的影响；
（3）装置气密性良好的话在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管静止一段时间后CD液面仍存在高度差证明气密性良好，故答案：静止片刻后，C、D液面仍存在高度差；
（4）重新加酸打开装置会有气体溢出，故答案：重新实验，中途添加酸时，会造成气体逸散，影响气体体积的精确测量
（5）将植物油加到了D管的水面上，使二氧化碳减小，导致测得的矿石A中碳酸钙的质量分数偏小．
Ⅲ、①根据实验数据可知12克矿石与100克酸恰好完全反应，所以质量比为12：100=3：25
②【解析】
设12g矿石中碳酸钙的质量为x，稀盐酸溶质质量y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100    73                44
x       y               4.4g
=     x=10g
碳酸钙质量分数=×100%=83.3%
③=    y=7.3g
×100%=7.3%
故答案为：
Ⅰ（1）C、CO2 D、Ca（OH）2
（2）CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H20．
（3）过滤，漏斗．   
Ⅱ（1）使矿石A中的碳酸钙能被稀盐酸充分反应完；
（2）滴加的稀盐酸会将试管B中空气排入C管中，使测得的二氧化碳的体积偏大．
（3）C、D管之间能产生稳定的液面差；
（4）重新实验，因为中途加酸，装置中的气体会逸出．
（5）偏小；
（6）①3：25（或12：100）；②83.3%；③7.3%．