Question

（10分）某校初三化学学习小组的同学前往某地的石灰石矿区进行调查，他们取回矿石样品，对样品中的碳酸钙的质量分数进行检测，采用了以下的办法：

甲组同学：

测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO₂的体积，再根据体积换算为质量，最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量。右图为大理石与稀盐酸反应的反应装置，并测量CO₂的体积。（其他仪器省略）

（1）下图中左侧的橡皮管的作用是             。下图中装置中油层的作用是             。

（填操作方法）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。

乙组同学：

【查阅资料】1．氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体

2．碱石灰可以吸收二氧化碳气体和水分

取样品，研成粉状后，按下图进行实验。

（1）实验步骤：

①连接好装置，检查气密性；   

②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；

③称量F的质量；

④关闭弹簧夹C，慢慢滴加稀盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；

⑤打开弹簧夹C，再次快速通一段时间空气；

⑥称量F的质量，计算前后两次质量差。最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量

（2）问题探究：

①产品研成粉状的目的                                      ；

②B装置的作用是                                          ；

G装置的作用是                                          。

③若没有E装置，则测定的CaCO₃的质量分数会         （填“偏大 偏小 不变”）。

④在步骤②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气的目的是                  。

总结反思：

（1）甲组同学们认为即使排除实验仪器和操作的影响，测定的结果仍不一定准确，甲组中，可能造成实验结果与真实值相比偏小的原因是           。

（2）在乙组实验步骤中，可能造成实验结果与真实值相比偏大的原因是           。

Answer

甲组同学（1）使分液漏斗和烧瓶内的气压始终保持平衡 ( 2) 防止CO2溶于水。

（3）反应结束冷却，关闭止水夹，调节量气管高度，使反应前后两边液面相平。

乙组同学（2）①增大与盐酸的接触面积加快反应速率，使反应进行的更充分

②吸收除去空气中的二氧化碳，以免对实验干扰 ；

防止空气中二氧化碳和水份进入F中以免对实验干扰 ③偏大

④排除装置内空气中二氧化碳气体，以免对实验干扰

总结反思：（1）二氧化碳溶于水中 （答案合理均给分）

（2）步骤⑤中快速通空气使空气中二氧化碳没有吸收完全（或氢氧化钠溶液不足量，答案合理均给分）

【解析】

试题分析：甲组同学：

大理石与稀盐酸反应会生成二氧化碳气体，导致压强变大，故橡皮管的作用是使分液漏斗和烧瓶内的气压始终保持平衡；

测量生成的二氧化碳气体的体积，就要用排水法，即通过用量筒测量用二氧化碳气体排出的水的体积，从而测得二氧化碳的体积，但二氧化碳能溶于水，且与水反应，所以要在水的上方放一层植物油，以防止二氧化碳与水接触；

反应结束冷却，关闭止水夹，调节量气管高度，使反应前后两边液面相平，可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积；

乙组同学：

（2）接触面积越大，反应越剧烈，故产品研成粉状的目的是增大与盐酸的接触面积加快反应速率，使反应进行的更充分；由于空气中含有二氧化碳，故B装置的作用是除去空气中的二氧化碳，以免对实验干扰；由于空气中含有的二氧化碳和水蒸汽会对实验造成干扰，故G装置的作用是防止空气中二氧化碳和水份进入F中以免对实验干扰；浓硫酸的作用是起干燥作用，若没有该装置则F装置中的碱石灰的质量会变大，即测定的二氧化碳的质量偏大，导致碳酸钙的质量分数偏大；在步骤②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气的目的是排除装置内空气中二氧化碳气体，以免对实验干扰；

总结反思：

由于二氧化碳可能会少量溶于水，故实验结果与真实值相比偏小；

乙组实验中若空气中的二氧化碳没有除去，那么会导致实验结果偏大。

考点：实验探究